Tanya Cushman 査読者 査読者の名前 21 世紀の最大の課題は何になるでしょうか?
今日では、気候変動、公衆衛生、不平等などを推測する人もいるかもしれません。
しかし真実はまだ分かりません。
私たちが知っているのは、スーパーコンピューティングがソリューションの一部になる必要があるということです。
100 年近くにわたり、最も差し迫った課題に直面する際、私たちは高性能コンピューターへの依存をますます強めてきました。
ナチスの暗号解読からヒトゲノムの解読まで、コンピュータプロセッサは、まるで魔法のように年々小型化、高速化、高性能化することで、ますます重要かつ複雑な要求に応えてきました。
しかし、問題があります。
私たちのコンピューターへの依存度がこれまで以上に急速に高まっているまさにその瞬間に、計算能力の進歩は停滞しつつあります。
魔法はもうすぐ使い果たされます。
タイミングとしてはこれ以上に悪いものはありません。
私たちがこのことについて話すことはめったにありませんが、私たちがコンピューターでこれまで成し遂げてきたことにもかかわらず、ビジネスや社会に多大なコストをかけて、コンピューターにはまだ実現できない驚くべきことがたくさんあります。
たとえば、ほぼ瞬時にコンピューターを使って薬剤を設計するという夢は、最初に考案されてから 50 年近く経った今でもまだ実現していません。
新型コロナウイルス感染症のワクチンを待ちながら世界が孤立と麻痺状態にある今、そのことが今ほど明確になったことはありません。
しかし、創薬は、今日の最速のスーパーコンピューターでさえ不十分なために研究者たちが悩まされ、場合によっては完全に妨げられている分野の1つにすぎず、気候変動などの分野や世界の将来を評価する上で大きな制約となっている。
金融や物流などの分野での価値創造。
以前は、部品が年々小型化するにつれて、スーパーコンピューターが単純に性能が向上し、高速化することに頼ることができましたが、今はそうではありません。
今のところ、私たちは厳しい物理的限界に挑戦しています。
トランジスタは非常に小さくなり、急速に原子の大きさに近づいています。
このような状況は当然のフォローアップの質問を招きますが、私はここ数年、この質問に答えるようビジネスリーダーや政策立案者に奨励してきました。
従来のスーパーコンピューターではないとしたら、21 世紀の課題に対抗するために私たちを武装させるどんなテクノロジーが登場するでしょうか?
量子コンピューティングに参入します。
このような量子コンピューターは、100 年前には人類さえ知らなかった亜原子の物理的特性を利用することで、原子の限界に対処できると約束されています。
しかし、それはどのように機能するのでしょうか?
今回のような量子コンピューティングは非常に複雑なテクノロジーです。
それは非常に複雑な技術です。
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それは非常に複雑な技術です。
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これにより、古典的な半導体コンピューティングの 2 つの主要な制約からの脱却が可能になります。
古典的なコンピューターは決定論的に動作します。
すべてはイエスかノー、オンかオフのいずれかであり、その間はありません。
それらはシリアルでも動作します。
彼らは一度に一つのことしかできません。
量子コンピューターは確率的に動作しますが、最も重要なのは、重ね合わせ、もつれ、干渉という 3 つの特性のおかげで同時に動作することです。
それにより、一度に多くの可能性を探ることができます。
これがどのように機能するかを説明するために、コンピュータが迷路を解こうとしていると想像してください。
古典的なコンピューターは、シーケンス内のすべての潜在的な経路を使い果たすことによってこれを実行します。
最初のパスで障害に遭遇した場合、それを解決策として単純に除外し、元の位置に戻り、次の論理的なパスを試行するなど、適切な解決策が見つかるまで繰り返します。
量子コンピューターは、すべての経路を同時にテストできるため、事実上、たった 1 回の試行で迷路を解くことができます。
偶然にも、多くの複雑な問題、特にシミュレーション問題や最適化問題はこの迷路のような性質を特徴としており、その一部は量子コンピューターを使用すると指数関数的に速く解決できます。
しかし、これらの問題を解決することに本当に価値があるのでしょうか?
このいわゆる量子高速化には価値があるのでしょうか?
より高速なスーパーコンピューターが必要であると信じるためには、まず、私たちの問題が実際に計算的な性質のものであると信じる必要があります。
少なくとも部分的には、多くの人がそうであることが判明しました。
例として、気候変動科学における顕著な問題の 1 つである肥料生産に目を向けてみましょう。
現在、ほとんどの肥料を製造する方法は、窒素と水素を融合させて有効成分であるアンモニアを生成することです。
このプロセスはうまく機能しますが、毎年 1,000 億から 3,000 億ドルを支出する企業と環境にとっては深刻なコストがかかります。
毎年、世界の天然ガスの 3 ～ 5% が肥料合成に費やされています。
では、なぜ科学者たちはより効率的なプロセスを開発できなかったのでしょうか?
その理由は、そのためには、主要な触媒であるニトロゲナーゼの静電場を構成する迷路のような分子相互作用をシミュレートする必要があるためです。
現在、科学者たちはその方法を実際に知っています。
しかし、世界最速のスーパーコンピューターでは 80 万年かかります。
本格的な量子コンピューターを使用すると、24 時間以内に完了します。
別の例として、新型コロナウイルス感染症により、ほとんどの人にとって初めて注目を集めたプロセスである創薬に戻りましょう。
新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のような感染症に対するワクチンの設計は、病気の原因物質の特定から何百万もの候補活性化剤や阻害剤のスクリーニングに至るまで、通常、薬剤ごとに10年以上かかるプロセスであり、その90％は臨床試験に合格しない。 。
製薬会社のコストは、承認された医薬品 1 つあたり 20 ～ 30 億ドルに上ります。
しかし、遅延や失敗による社会的コストははるかに高くなります。
毎年800万人以上が感染症で亡くなっています。
これは、コロナウイルスのパンデミックの最初の6か月間で死亡した人の15倍です。
では、なぜコンピューターによる創薬が期待に応えられなかったのでしょうか?
繰り返しになりますが、これは少なくとも部分的には、限られた計算リソースの問題です。
体内の病気の経路を特定することが錠のようなものだとすると、医薬品を設計するには、適切な化合物を見つけ、錠に適合する鍵を見つけるために、巨大な化学空間、事実上分子構造の迷路を探索する必要があります。 。
問題は、関連する化学空間全体を追跡し、それを医薬品設計用の検索可能なデータベースに変換するには、世界最速のスーパーコンピューターで 5 兆、兆、兆、兆年かかることです。
量子コンピューターの場合は 30 分強です。
しかし、量子コンピューティングは研究室での成功だけを意味するものではありません。
あらゆる種類の産業における進歩の流れは、現在、離散的ではあるが手に負えない計算上の制約によって妨げられています。
新しい方法を使用して小売 YouTube チャンネルを作成していますが、デジタル市民の参加や、広告表よりも規制上の成功を目的としてさえ設計されていません。
ほとんどの学術プログラムは、イノベーションを加速させ、トップレベルを維持することにつながります。
演劇が研究に基づいている場合、そのような実験であれば 365 日かかることがありますが、それはまれではありますが、深刻で予測不可能です。
たとえば、ブラックスワンイベント。
現預金が 1% 減少するごとに、投資可能資本が 1 兆ドル増加することを考えると、10% から 15% は非常に大きな金額です。
これが意味するのは、最終的に銀行が量子力を利用したリスクシミュレーションに十分慣れて、手元資金を資産のたとえば5％から10％に減らすことができれば、その効果は個人や企業にとって、毎年のように新型コロナウイルス感染症レベルの景気刺激策となるだろうということだ。独身の年。
量子コンピューティングの変革力が明らかになると、問題は、どのくらい待つ必要があるかということになります。
研究者らは、量子の優位性が実現するスケジュールについて尋ねられると、慎重な姿勢を示す。
まさにその通りです。
克服すべき重要なハードルは数多く残っており、工学的な課題だけでなく、量子力学の性質に関する基本的な科学的疑問も含まれています。
その結果、量子コンピューターが完全に成熟するまでには 10 年、20 年、さらには 30 年かかる可能性があります。
私が話をした何人かの経営者は、これに基づいて、待つ余裕があり、投資を延期する余裕があるという結論に達しました。
これは本当に間違いだと思います。
なぜなら、一部のテクノロジーは累積因果律に従って着実に発展する一方で、多くは、事前に描くことができたタイムラインを無視して、ほぼ一夜にして急激なブレークスルーとして出現するからです。
量子コンピューティングはまさにそのようなブレークスルーの候補であり、すでに予定より数十年早く多くの重要なマイルストーンに到達しています。
たとえば、80 年代後半、多くの研究者は、量子コンピューティングの基本構成要素である量子ビットの構築には 100 年かかると考えていました。
10年後、それは届きました。
現在、IBM は 29 台のマシンにわたって約 500 量子ビットを顧客の使用と研究に利用できます。
これが意味するのは、量子コンピューターの到着が遅すぎることを心配するのではなく、必要な準備が整わないうちに量子コンピューターが到着するのが早すぎることをもっと心配する必要があるということです。
というのは、あるノーベル賞受賞物理学者の言葉を借りれば、量子コンピュータは、現在のコンピュータがそろばんから生まれたものである以上に、現在のコンピュータとは大きく異なっているからである。
必要なワークフローの統合を行うには時間がかかります。
適切な人材を採用するには時間がかかります。
最も重要なことは、量子コンピューターがビジネスのために取り組む価値の高い問題を特定し、範囲を定めるには、ビジョンや想像力はもちろんのこと、時間がかかることです。
政府はすでに量子技術に多額の投資を行っています。
中国、欧州、米国で150億ドル。
そしてVCもこれに追随している。
しかし、イノベーションを加速するために今必要なのは、事業投資です。
ユースケースの開発、人材の新人研修、そして現在利用可能な実際の量子コンピューターの実験において。
私たちのような世界では、イノベーションの要求を一日先延ばしにすることはできません。
リーダーは今すぐ行動しなければなりません。
というのは、70 年近くイノベーションを推進してきたプロセッサーの高速化が、行き止まりになりつつあるからです。
魔法とスーパーコンピューティングの新時代に向けた競争はすでに始まっています。
それは私たちが失うわけにはいかないものです。
量子コンピューターはポールポジションにあります。
彼らは勝つべき車だ。
ありがとう。
www。
量子コンピューター。
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