HPCシステムズが理化学研究所と組み量子誤り訂正技術を進化

HPCシステムズが導入した最新FPGAクラスタシステムの全貌

HPCシステムズ株式会社は、国立研究開発法人理化学研究所（理研）計算科学研究センターのプロセッサ研究チームと連携し、量子誤り訂正研究に向けた専用のFPGAクラスタシステムを構築しました。このシステムは、特に量子回路において発生するエラーを検出し、修正するための技術的基盤を提供します。

理研の量子誤り推定アルゴリズム研究

理研のプロセッサ研究チームは、内閣府が推進するムーンショット型研究開発制度の一環として、誤り耐性型汎用量子コンピュータの実現を目指しています。量子計算においては、微小なエラーが計算の成果に大きな影響を与えるため、量子誤り推定アルゴリズムは非常に重要です。従来のコンピュータとは異なり、量子コンピュータは外部の影響を受けやすく、エラーが発生しやすいという特性もあるため、これを克服するための技術が求められています。

FPGAクラスタシステムの特長

今回採用されたFPGAクラスタシステムは、アイベックステクノロジー株式会社が開発した大規模FPGAを搭載したアクセラレーションカードをベースにしています。このシステムは、誤り訂正技術の研究開発に必要な高性能処理を実現するための設計がなされており、次のような特長を持っています。

1. 高周波数・大容量の実現
最先端のFPGAの使用により、従来の限界を超える性能を発揮します。特に、高い周波数で動作する回路が実装可能になり、メモリ容量の増加によりメモリアクセス性能が飛躍的に改善されます。

2. 効率的なメモリ使用
オンチップのメモリを積極的に活用でき、さらに、HBM（High Bandwidth Memory）やDDRメモリを組み合わせることで、高速かつ大容量のデータ処理が実現されます。

3. 高速なデータ通信
ネットワークポートには400Gbpsの帯域を持つポートが設けられ、FPGA間での迅速なデータコミュニケーションを可能にしています。これが、システム全体の高性能処理に寄与します。

計算科学の未来を拓く

このFPGAクラスタシステムの導入により、量子誤り訂正技術の研究開発が加速され、将来的には自動的にエラーを検出・修正しながら計算を進める誤り耐性量子計算機の実現が期待されます。これにより、量子コンピュータの実用化が進み、我々の生活や産業に変革をもたらす可能性があります。

各社の専門性を活かした連携

理研、アイベックステクノロジー、HPCシステムズの各社は、それぞれの強みを生かしながら、量子誤り訂正技術の開発に取り組んでいます。理研は基礎研究から最先端の応用研究に至るまで幅広い分野で高い評価を受けており、アイベックステクノロジーは先進的なハードウェアソリューションを提供しています。HPCシステムズは、それらの技術を結集し、高いレベルのシステムインテグレーションを実現しています。