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量子対応になるには

学習目標​

このモジュールを修了すると、以下のことができるようになります。

  • ビジネスリーダーが将来のワークフローに量子コンピューティングを取り入れるために、今すぐ実践できるステップを説明できる。
  • 量子対応性と量子ポテンシャルの概念を説明できる。
  • 量子エコシステムのミッションを説明できる。
  • 量子コンピューティング技術の最新情報や画期的な進展を追うためのリソースを見つけられる。

量子技術で価値ある問題を解決する​

多くの企業は、インターネットのようなかつての革新的テクノロジーに早期に投資できたならと思っているでしょう。量子コンピューティングによって、また同様のチャンスが訪れています。技術は成熟しつつあり、今こそ量子スキルを磨き、計算集約型の問題に対する量子の計り知れない可能性を理解するべき時です。

量子コンピューティングの時代では、完全な量子ポテンシャルとスケールを実現するうえでシステム性能が鍵となります。これは、特定のユースケースにおいて古典コンピュータに対する大幅な性能優位性を明確に示せる段階を指します。具体的には、量子計算が数百倍・数千倍高速であること、必要なメモリが大幅に少ないこと、あるいは一見不可能なことを可能にすることを意味します。UC バークレーとの共同研究は、フォールトトレランスの時代が到来する前の段階においても、現在利用可能な IBM Quantum® プロセッサーが意義ある計算や現実的なアプリケーションの探索に活用できることを実証しています。

量子コンピュータは近い将来、古典的なスーパーコンピュータが長年にわたって解決できなかった価値ある問題を解けるようになるかもしれません。世界中の政府や業界リーダーは、すでにヘルスケア、材料科学、機械学習などの分野でのユースケースを探索しています。今すぐ取り組みを開始し、量子対応になった組織は、これらの技術が発展するにつれて大きな優位性を持つことになります。

量子対応性​

量子対応性とは、量子コンピューティングの戦略・技術・運用における組織の習熟度を表す、継続的に進化する指標です。これは、量子技術を活用して業界を変革し、競争優位性を生み出し、量子に精通した競合他社からの脅威に対応するための組織の段階的な能力を示します。

以下の三角形をクリックして、量子対応組織の能力を確認してください。

戦略
  • – 量子市場の情報を、機会と脅威に関する実行可能なインサイトに転換する能力。
  • – 量子が引き起こす戦略・能力・イノベーション施策からビジネス価値を獲得する熟練度。
  • – 量子技術に関する知的財産（IP）を確保・保護する専門知識。
  • – 量子コンピューティングの意図された利用に関する規制・標準への影響力。
技術
  • – 量子アプリケーションの構築・テスト・デプロイ・更新を行うための DevSecOps フレームワーク。
  • – 量子対応ワークフローをサポートするための AI およびその他の高度な計算モデルの成熟度。
  • – 量子クラシカルワークロードのオーケストレーションと相互運用を可能にするハイブリッドクラウドアーキテクチャ。
運用
  • – 量子ロードマップの成功した実行を確保するためのガバナンスと監督。
  • – 量子リテラシーを持つ高パフォーマンスチームを構築するための人材戦略と文化。
  • – ビジネスニーズを満たす量子対応ソリューションを生み出すイノベーションプロセス。
  • – 研究開発の高い速度と反復的なソリューション設計をもたらすアジャイルな実践。

The Quantum Decade に記載されているように、量子対応性は非常に重要です。私たちはクライアントが量子コンピューティングの将来的な計算能力を可視化し、活用できるよう支援しています。IBM® はクライアントとともにスキルの構築を行い、ビジネスへの影響が大きいユースケースを探索しています。現在の量子コンピュータで実行できる規模に縮小したユースケースを実行することで、すでに重要なインサイトを得ることができます。技術が向上し続けるにつれて、クライアントはこれらのユースケースのスコープを拡大し、ビジネス上の優位性のために量子コンピューティングを活用していくことになります。

次のセクションでは、組織が業界を変革する力を構築し、競争優位性を生み出し、量子に精通した競合他社からの脅威に対応するための3つの方法を説明します。組織は量子人材育成への投資、ビジネス価値を生み出す量子ユースケースの特定、そして量子的脅威からの保護を実践できます。

人材変革​

量子コンピューティングは、情報の基本単位であるビットの置き換えに至るまで、従来のコンピューティングとは根本的に異なります。新しい問題解決アプローチに対してオープンな人材を優先的に登用すべきです。量子対応になるには、さまざまな領域でのスキルアップが必要です（下図参照）。

画像：量子時代のための人材変�革

組織内の人材は、IBM Quantum Network を通じた社内の専門家との日常的な接触により、量子スキルを急速に発展させることができます。メンバーの従業員は、高度で詳細なトレーニングプログラム、個別対応、そして IBM Quantum の専門家によるライブ講演へのアクセスを得られます。IBM Quantum Network の詳細はこちら。

ユースケースの選定​

量子の採用に向けた道筋には、どの量子コンピューティングのユースケースが最大のビジネス価値をもたらすかについて、十分な情報に基づいた意思決定が必要です。

優れた量子ユースケースの条件とは？​

優れたユースケースとは、ビジネスにとって戦略的に重要であると期待され、利用可能な Qiskit ルーティンで探索でき、さらに量子技術の進歩に合わせて実験できる柔軟性を持つものです。リスクの高い、または不適切なユースケースとは、ミッションクリティカルあるいは周辺的なビジネス問題に対するソリューションを生成するために、一定レベルのパフォーマンスを要求するか、未成熟な学術理論に依存するものです。

前のモジュールの量子コンピューティングの産業応用について振り返り、自社のビジネス課題について考えてみてください。以下の三角形をクリックして、量子コンピューティングがビジネス価値をもたらすポテンシャルに影響する要因を確認してください。自社のビジネスユースケースを評価する際の参考にしてください。

良い選択
  • – Qiskit ライブラリと学習コンテンツで利用可能なルーティンを活用する。
  • – 実用的なサイズに縮小できる問題に基づいている。
  • – スケーラビリティの向上が結果を改善する問題に基づいている。
  • – 破壊的または差別化につながるソリューションを見込める。
  • – 近い将来の古典-量子ハイブリッドアプローチで探索できる。
リスクのある選択
  • – 研究論文における未検証のアイデアを試験的に扱う。
  • – 有用な結果を得るために変数を慎重に選択する必要がある。
  • – 今後拡大・複雑化が見込まれない問題に基づいている。
  • – ビジネスのミッションクリティカルな部分に関わる問題に基づいている。
  • – 結果を得るために量子フォールトトレランスを必要とする。
不適切な選択
  • – 量子アルゴリズムを新たに発明または再設計する。
  • – 入力または処理に大量のデータを必要とする。
  • – ソリューションを得るために特定レベルのパフォーマンスを要求する。
  • – ビジネスのコアな部分に対応していない。
  • – フェイルセーフまたは暫定ソリューションとして古典的な代替手段がない。

責任ある量子コンピューティング​

ユースケースはビジネス価値を提供するとともに、その構想と実行において責任を持つものでなければなりません。IBM Quantum では、量子コンピューティングをその力と潜在的な影響を認識しながら開発することを「責任ある量子コンピューティング」と定義し、これにコミットしています。

IBM Quantum は量子を責任を持って開発するための5つの原則を掲げています。

  • 社会にポジティブな影響を与える。
  • 先見の明を持ってユースケースを探索する。
  • 製品を正確に宣伝する。
  • 一貫性があり透明性の高い原則的な意思決定を行う。
  • 多様性と包括性のある量子コミュニティを構築する。

私たちはビジネス慣行の中に責任を組み込んでいます。契約書には、IBM Quantum のクライアントが量子コンピュータを責任を持って使用し、不正または違法な目的に使用しないことを求める条項を設けています。これを「責任ある使用」および「許容される使用」に関する条項と呼んでいます。

量子コンピューティングコミュニティのメンバーとして、皆さんはどのユースケースを探索するかについて重要な意思決定を行います。ぜひ量子コンピューティングの責任ある発展にも参加していただけることを願っています。

量子セーフになる​

量子の無責任な開発・展開から身を守る方法の一つが、IBM Quantum Safe™ サービスです。これは、組織がデータとシステムを量子サイバー攻撃から守るための支援を提供します。

量子コンピュータが成熟するにつれ、現代のサイバーセキュリティが依存する古典的な暗号アルゴリズムとプロトコルに課題をもたらします。リスクが現実化するのはまだ数年先かもしれませんが、サイバー犯罪者がすでに「今収集して後で復号する（harvest now, decrypt later）」手法で今日データを収集し、十分に強力な量子コンピュータが復号できるまで保存している可能性があります。また、クライアントが現在保管しているデータは、30年以上にわたって機密性を維持する必要があるかもしれません。

IBM は量子セーフなセキュリティソリューションの研究開発においてパイオニアです。学術・産業パートナーとの協力のもと、IBM の研究者たちは米国商務省国立標準技術研究所（NIST）がポスト量子暗号標準の一部として選定した4つの耐量子暗号化方式のうち3つを開発しました。NIST は2024年までの実装を見込んでいます。また、IBM の研究者たちは標準化の候補として3つの新しいデジタル署名方式も提出しています。私たちはこれらの量子セーフな暗号ソリューションに大きな確信を持っており、すでに世界初の量子セーフメインフレームである z16 や IBM Cloud® など自社インフラへの実装を開始しています。現在、IBM Quantum Safe テクノロジーとサービスを通じて、その専門知識を活かしてクライアントが量子セーフ暗号化への移行を支援しています。

量子セーフへの取り組みについて詳しくは、IBM Quantum Safe ウェブサイトをご覧ください。

IBM Quantum Network​

IBM は IBM Quantum Network を通じて、クライアントが量子対応になるための支援をしています。

IBM Quantum Network は、量子コンピューティングの未来を切り開く世界規模のコレクティブです。ネットワークには Fortune 500 企業、大学、研究機関、スタートアップ企業など250社以上のパートナーが参加し、量子経済の構築に貢献しています。

IBM Quantum Network のミッションは以下のとおりです。

  • 研究の加速 – 量子コンピューティング技術の発展に向けて、主要な学術・研究機関と協力する。
  • 教育と準備 – 量子コンピューティングの普及とスケーリングに不可欠なユーザー、開発者、アプリケーション専門家のエコシステムを拡大・育成する。
  • 商業アプリケーションの開発・展開 – IBM の量子コンピューティングの専門知識と業界固有の知識を組み合わせて最初の商業ユースケースの開発を加速するために、業界リーダーと連携する。

IBM Quantum の製品・サービスおよび IBM Quantum Network との連携を通じて、この新時代に向けてどのように準備を整えリードするかを探っていきましょう。また、IBM Quantum の最新動向についての情報収集方法も学びます。

IBM Quantum は、量子の有用性に向けた科学の推進とビジネスアプリケーションの開拓に注力する、世界で最も先進的な量子コンピューティングイニシアチブです。IBM は最も安定した強力なハードウェア、充実したプログラムとサービスのスイート、最大規模の量子コンピュータのフリート、そして最も広範なパートナーネットワークにより差別化を図っています。IBM はクラウドに20台以上の量子コンピュータを展開しており、これらは3兆回以上の実行に使用され（現在も増加中）、60万人以上のユーザーベースから2,800本以上の研究論文が生まれています。

IBM Quantum Network のパートナーは、スタートアップ、グローバルシステムインテグレーターおよびコンサルタント会社、大企業など、革新的な機関の幅広い範囲にわたります。もう一つの注目すべきパートナーカテゴリは Quantum Innovation Centers です。これらは、成長し続ける変化の激しい量子エコシステムにおける卓越した専門知識の拠点として機能します。一部の Quantum Innovation Centers はオンプレミスの量子コンピュータを保有しています。多くは第三者プロバイダーとして機能し、IBM と直接パートナーシップを結んで量子コミュニティを育成する業界リーダーとして、他の組織の中心的な窓口としての役割を果たしています。

プレミアムプランのクライアントは、パッケージの一部として IBM Quantum Network へのメンバーシップが付与されます。このメンバーシップにより、量子コンピューティングの最新の知識とアイデアが共有される独占的なミーティングや選定されたチャンネルへのアクセスが可能になります。IBM Quantum Network のメンバーは幅広く協力し、社内の専門家と緊密な関係から恩恵を受けます。

量子人材を育成する​

組織内の人材は、IBM Quantum Network を通じた社内の専門家との日常的な接触により、量子スキルを急速に発展させることができます。メンバーの従業員は、高度で詳細なトレーニングプログラム、個別対応、そして IBM Quantum の専門家によるライブ講演へのアクセスを得られます。

量子の中枢に参加する​

仲間や IBM Quantum の専門家との協力を通じて、自身の研究を進めましょう。以下のネットワーキングイベントを覚えておいてください。

  • IBM Quantum Developer Conference: 世界中の開発者が集まる年次イベントで、IBM Quantum ロードマップの今後の更新をプレビューし、最先端の IBM Quantum ソフトウェアツールのハンズオンデモを体験できます。
  • IBM Quantum Partner Forum: IBM Quantum Network 全体のリーダーシップが集まるカンファレンス形式の会合です。IBM Quantum Network のパートナーはイベントの録画にアクセスできます。

以下のページをブックマークして、IBM Quantum の業界をリードするリソースへのアクセスを確保してください。

  • IBM Quantum Computing: IBM ID でログインし、右上のアプリケーションスイッチャーを使って量子ニーズをサポートするアプリケーションスイートを探索してください。
  • IBM Research ブログ: IBM Research の最新ニュース、研究成果、イベント情報をフォロー
  • Qiskit YouTube チャンネル: 魅力的な講義、ヒントとコツ、チュートリアル、コミュニティ更新情報、Qiskit の独占コンテンツにアクセス。週次 Qiskit 動画を受け取るにはこちらでチャンネル登録

コミュニティに参加する:

  • Qiskit Slack: Qiskit Slack ワークスペースへの参加リクエストを送信し、量子コンピューティングの専門家や愛好家のコミュニティとつながる
  • Qiskit Stack Exchange: Qiskit を使った量子コンピューティングに関心のあるエンジニア、科学者、プログラマー、コンピューティング専門家向けの Q&A プラットフォーム
  • IBM Quantum Stack Exchange: IBM Quantum Service - Circuit Composer に関する Stack Exchange 上の Q&A スペース
  • IBM Quantum イベント: 今後の量子イベントの最新情報を入手し参加する
  • IBM Quantum ニュースレター: IBM Quantum Network 限定で、量子イベントの最新情報をオプトイン受信する

コース終了後のアンケート​

簡単なアンケートにご協力いただき、ウェブサイトの改善にお役立てください。いただいたフィードバックは、ユーザー体験の向上とコース全体の説明の明確化に活用します。

重要なポイント​

以下の重要なポイントを心に留めておいてください。

  • 量子技術は日々成熟しており、現在は初期商業化の転換点にあります。量子はビジネス、科学、教育、政府の世界を根本的に新しい方法で変革する可能性を持っています。将来の量子活用に備えるために今すぐ取れるステップがあります。
  • IBM Quantum Safe は、耐量子アルゴリズムとプロトコルを採用した最新の暗号化によって、組織がデータ、システム、アプリケーションを保護するための支援をします。
  • 責任ある量子コンピューティングとは、量子コンピューティングの力と潜在的な影響を認識しながら開発することを意味します。
  • IBM Quantum Network は、Fortune 500 企業、学術機関、国立研究所、スタートアップ企業が協力して量子コンピューティングを推進し、商業アプリケーションを開発・展開するためのコラボレーションです。