私たちは、最適化、シミュレーション、量子機械学習を含む多様な量子アルゴリズムを積極的に研究しています。専門チームは、誤り緩和技術を取り入れたハードウェア効率の高いアルゴリズムを開発することで、NISQ ハードウェアの性能を最大限に引き出しています。

例えば、QAOA（量子近似最適化アルゴリズム）回路において、既存の最先端ルーティングアルゴリズムと比べて、性能を大きく向上させることにすでに成功しています。現在も IQM のシステム上で実験を継続しており、今後さらに多くのベンチマーク指標を公開していく予定です。

私たちは HPC のお客様と協力し、古典計算と量子計算を組み合わせたハイブリッドシステムの性能を最大化するため、さまざまな導入アーキテクチャを検証してきました。その中で、量子ワークロード特有の特性や複雑さに特化して管理する、システム全体を横断する専用リソースマネージャのコンセプトを開発しています。 多くのアルゴリズムでは、量子ビットの寿命内に古典計算を完了させる必要があるため、オンプレミスでの統合はネットワークレイテンシを低減し、NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）時代における、より大規模な計算を可能にします。

最新のベンチマークでは、20量子ビット量子コンピュータ上で測定を行い、30組の量子ビットペアにおいて、2量子ビット（CZ）ゲート忠実度の中央値が 99.51% に達することを実証しました。さらに、単一の量子ビットペアでは、最大 99.8% の忠実度を記録しています。
このほか、IQM では以下のようなシステムレベルのベンチマーク結果を達成しています。
量子ボリューム(QV) of 2⁵=32
1秒あたりの回路レイヤー演算数(CLOPS): 2600.
忠実度 0.5 を超える 20 量子ビット GHZ 状態を実現
Q-スコア: 11

オンプレミスの量子コンピュータでは、ユーザーがハードウェアそのものに直接アクセスでき、量子コンピューティングスタックのすべてのレイヤーを自ら扱うことができます。キャリブレーションが測定結果にどのような影響を与えるかを学び、ゲート動作のベンチマークや、スケーラブルな量子コンピュータ実現における大きな障壁の一つであるデコヒーレンスの特性評価を行うことが可能です。 また、オシロスコープなどの周辺機器を接続し、パルス波形を直接観測することで、パルスがどのように量子ゲートを実装し、目的とする量子状態を生成するのかを理解できます。学生は、高抽象度のクラウドアクセスによる制約を受けることなく、トランズモン量子ビットの物理的な振る舞いや、多準位構造を活かした量子情報の格納、高速な量子制御について探究することができます。

本製品では、実験目的に応じてユーザー独自のソフトウェアやハードウェアモジュールを追加することが可能です。これにより、量子コンポーネントの詳細な研究が行えるだけでなく、エレクトロニクスや極低温（クライオジェニクス）分野におけるテストベッドとして、本システムを活用する幅広い可能性が開かれます。

量子ビット数が増えることで、アルゴリズムをより深く検証できるようになります。量子ボリュームを大幅に高められる可能性が広がり、特に量子機械学習や最適化分野において、アルゴリズムのベンチマーキングを本格的に行うことが可能になります。

数ある物理プラットフォームの中でも、超伝導量子ハードウェアは、量子ビット数の拡張と忠実度の向上を、接続性を維持したまま両立できる点に優れています。そのため、フォールトトレランスに向けた明確なロードマップを備えた技術として、NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）時代における有力な選択肢となっています。 また、マイクロ波エレクトロニクス分野における既存の技術的知見を活用できることから、量子プログラムを比較的容易かつコスト効率よく立ち上げることが可能です。

超伝導量子ハードウェアは、大手産業ベンダーにおける主要なプラットフォームであり続けており、将来の量子人材にとって不可欠な経験領域となっています。量子コンピューティング分野のスタートアップへの投資額は、2022年に23億ドルに達しました（Quantum Technology Monitor、McKinsey、2023）。さらに別の調査では、2023年から2027年にかけて年平均成長率11.5%で成長し、2027年末には約164億ドル規模に達すると予測されています（IDC「Worldwide Quantum Computing Forecast: 2023–2027」、2023）。 これらの投資の大部分は、超伝導量子ハードウェア分野に向けられると見込まれています。

システム設置のために、少なくとも 130 × 500 cm² の専用スペースと、最低 290 cm の天井高を備えた部屋が必要です。また、量子コンピュータの動作に影響を及ぼす可能性のある振動、電磁放射、その他の外部要因が少ない、安定した床構造が求められます。 さらに、少なくとも 15 kW の排熱能力を備えた冷却水設備が必要です。

当社は、詳細なサイト仕様を提供するとともに、必要となるインフラ変更について、お客様が理解・実装できるよう支援します。設置完了後は、当社のオンサイトエンジニアがシステムのコミッショニングを行い、基本的な運用トレーニングを提供するとともに、受け入れ試験を実施します。

IQM Spark は、修士課程、博士課程、ポスドクなど、あらゆるレベルの学生や研究者が科学研究に活用できる量子コンピュータです。オンプレミス量子コンピュータのポテンシャルを最大限に引き出すために、以下のような専門知識を社内に備えていることを推奨します。

マイクロ波エレクトロニクス、極低温（クライオジェニクス）、および基礎的な真空技術に関する知識;
量子アルゴリズムの実行および、Python で構築されたソフトウェアスタックの運用に関する知識;

IQMは、量子コンピュータの基本的な操作や定期的な保守について学べるよう、教育用資料やトレーニングも提供します。