IBM Quantum Labは廃止、だが新Composerがある

 【要旨】予告通り本日(現地時間 2024-5-15)、IBM Quantum Labのサービスが停止。これまでWeb上でQiskitコード(with Python)で量子回路を編集し、シミュレータや実機で実行できた環境がなくなってしまった！そのかわり、従来のComposerと呼ばれるビジュアル量子回路編集のサービスの質向上が図られた。そこから、実機で実行することもできるので、全体としては、ユーザサービスは向上したと言える。

🔴IBM Quantumからのアナウンス

　図１に示す通りだが、アナウンスはこのサイトの中にある。今後は、Qiskitコード編集、および実行環境はユーザ自身がローカルマシンに構築しなければならない。Webでのサービスは終了したのである。量子コンピュータハードウェア開発競争が激化し、IBMもハードウエア開発により注力するためらしい。
　Qiskitで作成した量子回路は、ユーザのローカル環境からもIBM Quantumマシン実機で実行できるので、中級以上のユーザには特に問題ないであろう。一方、初級ユーザ（および中級ユーザ）は、従来のビジュアル型のComposerが利用でき、今回はそのサービス内容もかなり向上したようである。

　ローカルにQiskit環境を構築後は、こちらのドキュメントが参考になる。

🔴新しいIBM Quantum Composerを使ってみる

　前向きに捉えて、新しくなったComposerを使ってみた。簡単な例題として、先のポストで示した「位相キックバックの量子回路」を使う。図２上部のように、量子回路の編集において、その各フェースで、確率振幅と位相を分かりやすく円盤で表示できる。また、図２下部に示すように、基底ベクトル毎の確率計算結果も表示される。

　このようにビジュアルに編集した量子回路に対して生成されるQiskitコードも見ることができる。図３にそれを示す。このコードをコピーして、自分のQiskit環境で使うこともできる。そして、注目すべきは、この画面から、IBM Quantumマシン実機で実行させることができることだ。特に嬉しいことに、利用可能なマシンそれぞれの混み具合（キューに何個のジョブが実行待ちか）を確認できるので、早く実行できそうなマシンを指定できる。性能（誤り発生率など）指標も表示されるので選択の参考にもなる。

　今回は、ibm_brisbaneという名称のマシンを指定したところ、まもなく実行された。実行結果として、1024ショット（デフォルト試行回数）のうちの、各基底ベクトルの出現頻度（Frequency）がヒストグラムで表示される。

　ここで良いことがある。この実行の結果、基底ベクトル|01>の頻度は図４の通り、94%であった。本来は、図２に示した通り、この頻度は理論計算上100%のはずだが、実際のマシンでは、このように数%程度の誤差が生ずる。

　もう一例示そう。図５は、３-qubitの強い量子もつれを起こすGHZと呼ばれる量子回路である。そのシミュレータ（小生自作のアプリ）とQuantumマシン実機(ibm_brisbane)の結果も図４の場合と同様に若干の差異が生じている。理論計算では、右側のシミュレータが示す通り、基底ベクトル|000>と|111>以外の基底ベクトルの頻度はゼロになるはずである。

　現状の本物の量子コンピュータとはこういうものである。それを実感することはとても重要なのではないか。現在の量子コンピュータ開発競争ではこのような誤差の低減を目指しているのだが、量子物理の世界はそういうものだ、として受け入れて利用したいという気にもなる。もちろん、幾つか分野の数理アルゴリズムでは、このような少しの誤差も許容できない場合があることも事実だ。

　IBMは、こういう状況ではあっても、ユーザには、「シミュレータよりも量子コンピュータ実機を使って欲しい」と言っているように思える。そこから得られる知見を今後の研究開発に生かしていくのであろう。