シリコンスピン量子ビット開発企業であるQuantum Motionは、そのソフトウェアパイプラインを、CUDA-Qプラットフォーム内のオープンソースの論理オーケストレーションおよびコンパイル層であるNVIDIA CUDA-Q Logicalと統合しました。この統合により、量子誤り訂正（QEC）を考慮したコンパイルが自動化され、高レベルの論理アルゴリズムプリミティブが、Quantum MotionのシリコンスピンQPUトポロジーに直接マッピングされるハードウェアレベルの命令に変換されます。
このコンパイルアーキテクチャは、特にQuantum Motionのループ型パイプラインアーキテクチャをモデル化しています。このアーキテクチャは、電子シャトリング（シリコン基板全体にわたる個々の電子スピンの物理的な移動）に依存して、高密度の物理配線相互接続なしで処理ノードをリンクします。局所的な物理ループ内で複数の量子ビットをシャトリングすることにより、ハードウェアはサーフェスコード層間の高速なトランスバーサル2量子ビット演算を可能にし、標準的な2次元（2D）平面サーフェスコードレイアウトを3次元（3D）仮想zトポロジーに変換します。CUDA-Q Logical統合は、頻繁に相互作用する論理量子ビットを共有物理ループにルーティングすることで空間配置を自動化し、手動によるコンパイル見積もりをQuantum Intermediate Representation（QIR）命令出力に置き換えます。
| [ Quantum Motion & NVIDIA CUDA-Q Logical 統合アーキテクチャ ] | ||
|---|---|---|
| アーキテクチャ構成要素 | ハードウェア & QEC実装 | CUDA-Q Logicalソフトウェア機能 |
| 物理・相互接続層 | • 300mm CMOSシリコンスピントランジスタ• 電子シャトリング量子ビット間リンク | • マイクロトポロジーハードウェアマッピング• 実行可能なQIR命令生成 |
| QECジオメトリ | • 3D積層サーフェスコードレイアウト• 高速仮想zトランスバーサルゲート | • QEC対応サブルーチン配置• プリミティブからパルスへの自動分解 |
| ターゲットワークロード | • 複雑な電子構造（FeMoco）• QUICHE ORCAソフトウェアパイプライン統合 | • エンドツーエンドのフォールトトレラントコンパイル• マルチ論理量子ビットリソース見積もり |
自動化されたコンパイルスタックは、大規模な電子構造計算を対象としており、鉄モリブデン補因子（FeMoco）などの複雑な分子システムに対するエンドツーエンドの論理リソース見積もりを提供します。このワークフローは、FACCTsやRiverlaneと並ぶQUICHE（QUantum Integrated CHEmistry）プロジェクトを含むQuantum Motionの進行中のアルゴリズム研究と連携し、高レベルの計算化学ソフトウェア（ORCA）からハードウェアで実行可能なフォールトトレラントな論理回路に至る自動化パイプラインを確立します。
技術アップデートの詳細はQuantum Motionの記事をこちらでご確認いただき、QUICHEプロジェクトの量子化学ワークフロー統合に関するこれまでの分析はこちらで、またQuantum MotionとNVIDIAが量子化学における状態準備の課題解決に向けて提携した件に関する過去の報道はこちらでお読みいただけます。
2026年9月14日
