Carolyn Mathas著
Mark Twainは「歴史は繰り返さないが、しばしば韻を踏む」と述べたと言われているが、古典コンピューティングの出現と今日進化する量子コンピューティングを比較する際、そのような韻を観察できるかもしれない。古典コンピュータの過去70年の歴史と、それを反映する量子コンピューティングの可能性を考えるには、それらの基盤となる実現技術、起業家精神の文化の発展、そして最終的に大衆がどのように関わったかを考慮することが重要である。
この比較は、カリフォルニア州Santa Clara郡の肥沃な果樹園から始まり、クラウドで終わる。
1930年代以降、真空管がエレクトロニクスを動かしており、第二次世界大戦直後に公開された最初の汎用コンピュータである倉庫サイズのENIACも含まれていた。私たちの歴史において重要なのは、Bell Telephone LaboratoriesのWilliam Shockleyで、彼は1947年にトランジスタの発明者の一人となった。トランジスタはより高い性能を可能にし、小型でエネルギー消費が少ないため広く使用できるようになった。1955年までに、ShockleyはBell Labsを離れ、Santa Clara Valleyに移り、Shockley Semiconductorを設立し、Gordon Moore、Jay Last、Bob Noyceなどの後のスターたちを雇用した。彼らの目標は、高温で故障するゲルマニウムに代わる、商業的に実用可能なシリコントランジスタを開発することだった。
残念ながら、Shockleyの経営スタイルと焦点は彼のチームのそれと一致せず、8人のスターは離反した。これは数十年続く一貫した傾向となる。しかし、それまでの企業文化では、会社に入社し数十年後にそこから退職することが当然とされていたため、彼らは裏切り者と呼ばれた。
バレーには完璧なインキュベーター環境が形成されつつあった。Stanfordは企業に土地を提供し、ロシアの脅威に基づく巨額の国防支出があり、ロシアがスプートニクを打ち上げた際、米国の宇宙開発努力は不意を突かれた。1958年、これに対応してNASAが発足し、4億ドルの予算を獲得した。これは新設されたFairchild Semiconductorにとって大きな機会となった。8人の離反者たちはたまたまそこに着地したのである。
1961年3月までに、Fairchildは最初の商用集積回路を発表し、マイクロチップはエレクトロニクスの状況を一変させることになる。FairchildはNASAのApollo Guidance Computerにチップを供給する契約を獲得した。しかし、1960年代後半には、創設チームの全メンバーと多くの研究者やエンジニアがFairchildを離れ、新しい事業を始めた。Robert NoyceとGordon MooreそしてAndy Groveは1968年にFairchildを離れてIntelを設立し、そこで「Ted」Hoffが最初のマイクロプロセッサ、1971年11月に発売されたIntelの4004を開発した。特定のアプリケーション用にプログラムできるこの単一チップにより、かつて冷蔵庫サイズだったコンピュータが今や指先に収まるようになった。
Fairchild Semiconductorは非常に多くの企業を生み出したため、それらはFairchildrenと呼ばれた。アナリスト企業Endeavor Insightの報告によれば、2014年にNASDAQまたはNYSEで取引されていた130社以上のSan Francisco Bay Area技術企業のうち、「これらの企業の70パーセントは、Fairchildの創設者と従業員に直接遡ることができる。Fairchildに遡ることができる92の上場企業は、現在約2.1兆ドルの価値がある」という。
全カテゴリーのスタートアップの90パーセントが失敗すると推定されており、Silicon Valleyもその例外ではなかった。しかし、過去の果樹園の土壌に根を張ったいくつかの企業は印象的な成功を収めている。
技術的成功のもう一つの例は、IBM personal computerの導入であり、これはゲームチェンジャーだった。IBMは1981年に「オープンアーキテクチャ」に基づくPCを導入し、開発者がハードウェアとソフトウェアを自由に追加できるようにした。IBMはIntelのマイクロプロセッサとMicrosoftのコンピュータオペレーティングシステムを使用し、PCのリバースエンジニアリングを容易にした。Compaqはその後すぐに設立され、すぐにIBM互換機の最良の生産者の一つとなり、最初の本格生産年に53,000台のポータブルPCを出荷し、1億1,100万ドルを稼ぎ出した。
量子コンピューティングとこれらの以前の例の間に、どれだけの韻や繰り返し、そして違いがあるかを見てみよう。私たちが重要だと考える3つの基準、すなわち基盤となる実現技術、起業家文化、そしてアクセスの問題を検討する。
最初に指摘すべき重要な違いの一つは、今日の研究者と量子技術者は古典コンピューティング技術で鍛えられているということだ。これにより、彼らが頼ることができる技術と経験の大きな基盤が提供される。Noyceらは電子機器が全く存在しない世界で育ったため、彼らの成功はさらに驚異的なものとなっている。
IBMのChief Quantum ExponentであるBob Sutorによれば、「私たちは古典コンピューティングの70年以上の経験を持っており、量子コンピューティングでこれをするために再び70年を繰り返す理由はありません。私たちは以前にこの映画を見ました。では、最初に学んだことで今回適用できることは何でしょうか?」
一つは、同じ目標を持つハードウェアには多くの種類があるということだ。これは古典コンピュータでも真実であり、今では量子コンピュータでも同様である。「ハードウェアの観点から、IBMの場合のような実際の量子ビット自体は、超伝導デバイス、イオントラップデバイス、フォトニックデバイスであり得ます。それらは多くの古典コンピューティングに囲まれています」とSutorは述べた。
「その観点から、量子コンピュータを制御するために使用できるものは何でも古典コンピューティングです。量子コンピューティングが1950年代の古典コンピュータと同じだとは言えません。量子コンピューティングは量子プラス古典です。量子的なのはほんの少しだけです。私たちは学習経験と古典コンピューティングの技術を用いて、純粋に量子的な部分を囲んできました」と彼は述べた。
例えば、アルゴリズムを扱う際、そのコードの大部分は古典的であり、量子的なのは小さな割合である。したがって、ブレンドされた、または統合された量子と古典というこの概念を導入すると、それは純粋な対照ではない。これ対それ、ではなく統合である。この種の技術のブレンディングは、古典コンピューティングが発展していた時とは全く同じではなかった。
もう一つの例はソフトウェアにある。Pythonは量子コンピュータのプログラミング言語を作成するための基盤として使用されている。Pythonは約20年前から存在している。業界は量子システムをプログラムするための全く新しい高水準プログラミング言語を考案したわけではない。目標は、量子コンピュータのためのプログラムを書くことを可能な限り簡素化するために、既存のものを活用することである。古典コンピューティングでは、FortranとCobolの最初のプログラミング言語はゼロから開発され、基づくことのできる前身はなかった。
量子技術は異なる時間と場所で起こっているが、古典技術の前身の成果に囲まれている。まだかなり初期段階にある量子技術は、イノベーションと起業家精神を取り巻く多くの段階を繰り返すだろう。「Silicon Valley」というフレーズは開放性とリスクテイキングの同義語であり、今日でも量子コンピューティングでこれが実施されているのを見ることができる。
初期のSilicon Valleyは、退職まで30年間一つの会社に留まらないことが初めて許容された時代だった。その結果、スタートアップが起こり、失敗し、起業家が次の新しい事業を始めることが一般的になった。失敗によってキャリアが台無しになることはもはやなかった。
私たちが見る違いの一つは、コミュニケーションの速度である。研究グループが画期的な成果を上げた場合、arXivに論文を投稿し、それについてツイートすることで、数日で世界がそれを知ることができる。半導体産業が初期段階にあった時、Silicon Valleyに位置していない限り、この種のニュースが広まるには数週間または数ヶ月かかった。Silicon Valleyに半導体企業が集中していた理由は、エンジニアと研究者が地元のバーで社交的に集まり、最新のゴシップについて話していたからである。最新ニュースの交換は相変わらず行われているが、そのために地元のバーに行く必要はなくなった。今では量子研究者はZoomやTelegramやClubhouseを使って最新の噂について話すことができる。したがって、技術クラスター内に地理的に位置することはそれほど重要ではない。
初期の古典コンピューティング産業と量子との大きな違いは、それにアクセスする方法である。ほとんどの古典コンピュータは、メインフレームであれポータブルコンピュータであれ、オンプレミスでインストールされていた。Compuserveのような専用のタイムシェアリングサービスがいくつか存在したが、これらはパーソナルコンピュータとインターネットの出現とともに消滅した。量子コンピューティングへのアクセスは大きく異なっている。クラウドコンピューティング技術は過去20年間で飛躍的に発展し、これが最初から量子マシンを利用するためのデファクトな方法となっている。一部の人々は、量子コンピュータのサイズとメンテナンス要件を縮小し、将来的に個別の組織でのオンプレミス設置を可能にすることについて話している。しかし、これらの設置数は、ラップトップコンピュータで見られた数億台には到底及ばないだろう。代わりに、クラウドを通じて量子コンピュータにアクセスする数億のアプリケーションが存在することになる。
古典コンピューティングは、どこからともなく現れたかのような巨大なソーシャルメディア産業を生み出した。
量子における同等のものは何だろうか?それが何であれ、量子の問題というよりもAIの問題である可能性が高い。現実には、ユーザーにとって、最も困難なリスクベースの質問に答えるための量子技術へのアクセスと使用は、今日のインタラクティブなソーシャルメディアのようにリアルタイムで見られるのではなく、そのユーザーが知らないうちに舞台裏で実行される可能性が高い。
しかし、開発者にとっては、初期の古典コンピューティングに似た刺激的な旅になるだろう。この場合、歴史は文字通りに繰り返すことはないだろうが、韻を踏むのを見守ってほしい。
2021年11月17日
