量子技術は、21世紀の経済競争力、国家安全保障、そして科学的リーダーシップの基盤となる能力として急速に台頭しています。量子情報科学における米国の持続的なリーダーシップは、コンピューティング、センシング、ネットワーキング、そして材料におけるブレークスルーが、安全な技術と産業、熟練した国内労働力、そして長期的な戦略的優位性へと繋がるために不可欠です。この未来を確実にするために、議会は行動を起こし、国家量子イニシアチブ（NQI）を再承認しなければなりません。
2018年12月21日、トランプ大統領は超党派のNQIに署名し、量子情報科学を国家の優先課題として推進するための、大学、国立研究所、そして産業界を網羅する広範な複数機関戦略を初めて確立しました。
この協調的なイニシアチブは、持続的な投資、共有インフラ、そして世界クラスの研究開発エコシステムを可能にすることで、量子技術の成熟を加速させました。 NQIの設立以来、量子ビットのコヒーレンス、ゲート忠実度、システムのスケーリングにおいて劇的な進歩が遂げられ、量子プラットフォームは個別の実証段階からスケーラブルなアーキテクチャへと移行しました。これらの進歩は、有用な量子システムへの実現可能なロードマップを明確にし、長期にわたる協調的な国家投資の価値を強化しました。
ジェネシス・ミッション：科学計測機器の新時代
2025年12月に下院科学委員会で証言した際、ダリオ・ギル科学担当次官は、現在をAI、高性能コンピューティング、量子システムの融合によって推進される科学革命の瀬戸際であると的確に表現しました。彼は、トランプ政権の「ジェネシス・ミッション」の概要を説明しました。これは、国立研究所、産業界、学界を動員し、10年以内に国の研究開発生産性を倍増させることができる統合型発見プラットフォームを構築するという取り組みです。
ギル氏は、AIと量子コンピューティングはもはや単なる別個のツールではなく、新しいタイプのスーパーコンピュータの基盤要素であると強調しました。望遠鏡と顕微鏡が宇宙の観測を変革したように、これらの融合システムは現代の新たな科学機器として機能し、自然界の複雑さを解読することを可能にするだろうと彼は指摘しました。
このビジョンを実現するには、サイロを打破し、AIと量子技術を独立した取り組みとして扱うのではなく、統合に継続的に注力する必要があります。最も重要な量子アプリケーションの多くは、この融合を通じて生まれ、AI主導の加速型ワークフローに組み込まれ、科学分野全体を変革するでしょう。
だからこそ、私たちは議会に対し、NQIの再承認を求めているのです。AIと量子コンピューティングの意図的な統合の重要性はごく最近になってようやく認識されるようになり、既存の国家戦略はこうした認識よりも前から存在していました。NQIの再承認により、現在の技術情勢に合わせた戦略の進化が可能になります。再認可されたNQIは、AI、加速コンピューティング、量子プロセッサの統合を明確に認識し、支援する必要があります。これにより、これらの能力が広く有用なシステムへと成熟し、米国がコンピューティングの次の段階を主導する立場を確立することが確実になります。
量子GPUスーパーコンピュータとは？
国立研究所、学界、産業界にわたる米国のエコシステムに永続的な影響を与えるには、量子情報科学に対するミッション重視のアプローチを採用する必要があります。
科学的に有用な量子システム、つまり必要な数百の論理量子ビットと数百万の演算を提供できるシステムは、最先端の量子ハードウェア以上のものに依存します。GPU、CPU、QPUが単一の統合された機能として連携して動作する、従来システムと量子システムのシームレスな統合も必要です。このシステムレベルの統合こそが、量子能力を個別のデモンストレーションから実用的な科学的リソースへと変革するのです。
米国のエコシステム全体で、緊密に統合されたオープンアーキテクチャが量子GPUスーパーコンピューティングに不可欠であることが明らかになりつつあります。NVIDIAは、米国の主要機関との緊密な連携を通じて、このようなアーキテクチャの2つの基盤コンポーネントを提供しました。
ブリッジ（NVIDIA NVQLink）：量子GPU相互接続技術は、量子プロセッサが要求の厳しい制御タスクの実装と、意味のある問題の解決につながるハイブリッドワークロードの実行に必要な規模と速度で動作するために必要な、低レイテンシで高スループットの接続を提供します。これにより、従来のスーパーコンピュータは、エラー訂正と制御に不可欠なリアルタイムフィードバックループを通じてQPUを駆動できます。
プラットフォーム（NVIDIA CUDA-Q）：アクセスを民主化するには、量子エコシステムが物理学者と専門分野の科学者の間のギャップを埋める必要があります。CUDA-Qは、開発者が単一のシステムでQPU、GPU、CPUをプログラムできるようにする統合オープンソースプログラミングモデルであり、シームレスなエンドツーエンドのハイブリッドワークフローを実現し、科学研究への導入を加速します。
AIは、量子コンピューティングの拡張と展開における主要な課題を克服する上でますます中心的な役割を担っています。これには、量子エラー訂正やハードウェアキャリブレーションといったリアルタイムタスクから、より効率的な量子アルゴリズムの発見までが含まれます。その結果、米国の国立研究所を含む量子研究開発プログラムは、AIスーパーコンピューティングをコアワークフローに急速に統合しています。
産業界はAIと量子システムを活用するために必要な橋渡しやプラットフォームを構築できますが、それらをオープンサイエンスのための大規模でフォールトトレラントなインフラに統合するには、連邦政府規模の取り組みが必要です。連邦政府の役割は、これらの機能を国立のテストベッドで実証し、システム統合を検証し、オープン環境でアーキテクチャを検証し、最終的に競争力のある商業市場を支える基盤を確立するために不可欠です。
議会はどのようにしてアメリカの量子リーダーシップを支援できるか？
政府機関は、2028年までに科学的に有用な量子スーパーコンピュータを米国に導入するという米国エネルギー省の目標など、大胆な目標を設定しています。これらの目標を達成し、今日のノイズの多いデバイスと将来のフォールトトレラントシステムとの間のギャップを埋めるためには、NQI（量子量子情報技術研究所）を、発見重視のプログラムから、統合システムレベルの導入も可能にするプログラムへと進化させる必要があります。
再認可されたNQIは、米国のリーダーシップをどのように推進できるでしょうか。
量子デジタルツイン：米国のリーダーシップは、研究者に高度な設計シミュレーション機能を提供することにかかっています。議会は、量子ハードウェアのシミュレーションのための電子設計自動化（EDA）イノベーションに資金を提供し、研究者が製造前にデジタルで設計を検証できるようにすることで、ハードウェアロードマップを劇的に加速させるべきです。
量子誤り訂正のための統合：量子システムの問題を解決するには論理量子ビットが必要であり、そのためにはAIインフラストラクチャでのみ大規模に展開可能な量子誤り訂正などの技術が必要です。NQIは、大規模な論理量子ビットシステムを構築するために十分な研究資金とAIインフラストラクチャ資金を確保する必要があります。
AI統合：AIは量子の有用性を加速するための重要なリソースです。NQIは、次世代AIモデルのトレーニングのための量子シミュレーションデータセットの作成を支援し、共有ツール、データ、ワークフローのための強力な「AI + 量子」ハブを確立することにより、これらの分野間のより深い相互作用を促進する必要があります。
フラッグシップハイブリッドアプリケーション：ハードウェアは科学に貢献する必要があります。化学、材料科学、生命科学におけるフラッグシップハイブリッドアプリケーションプロジェクトを立ち上げ、抽象的な実験を超えた現実世界の問題に対するこれらのシステムの有用性を実証するための明確なパフォーマンスベンチマークを作成し、オープンな科学的利用を加速する必要があります。
ベンチマークと標準：「科学的に有用」とは、焦点を絞った成果重視の投資を確実に行うために、厳密に定義されなければなりません。QED-Cのような組織には、ベンチマーク・イニシアチブを主導する権限が与えられ、真の有用性を定義し、進捗状況を一貫して測定できる透明性の高い指標を確立する必要があります。
AIと統合された量子コンピューティングは、今世紀の経済競争力、国家安全保障、そして科学的リーダーシップの原動力となるでしょう。国家量子イニシアチブの再承認は、米国が研究とAIにおけるリーダーシップを永続的な優位性へと高め、AI時代をそしてその先もリードし続けるための方法です。私たちは議会に対し、その再承認を優先事項とするよう強く求めます。
カテゴリー：企業
タグ：量子コンピューティング
出典: 元記事を読む
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