東芝デジタルソリューションズ株式会社（本社:神奈川県川崎市、取締役社長:岡田 俊輔、以下 当社）は、Microsoft Corporationが公開しているフルスタックのオープンクラウド量子コンピューティングエコシステムAzure Quantumにおいて、SQBM+のクラウドサービス「SQBM+ Cloud on Azure Quantum」の提供を開始しました。

　SQBM+は、株式会社東芝が開発した技術「シミュレーテッド分岐アルゴリズム（以下、SBアルゴリズム）」（注1）を用いた組合せ最適化ソルバー「シミュレーテッド分岐マシン（Simulated Bifurcation Machine 以下、SBM）」を核とした量子インスパイアード（注2）最適化ソリューションです（注3）。

　当社は、MicrosoftとMicrosoftパートナーがさまざまな量子ソリューションを提供するAzure Quantumに、2020年9月より参加し、SQBM+の公開に向けて準備を進めてきました。今回、クラウドサービス「SQBM+ Cloud on Azure Quantum」として提供を開始しました。

　金融取引の最適化（注4）、産業用ロボットの動作の最適化、移動経路や送電経路の最適化、創薬のための分子設計など、社会や産業における課題の多くは、膨大な選択肢から最適なものを選び出す組合せ最適化に帰着します。組合せ最適化は、問題の規模が大きくなるにつれて組合せパターンの数が指数関数的に増大するため、既存の計算機で高速に解くことは困難です。このため、組合せ最適化専用計算機の開発が国内外で活発に行われています。

　SQBM+の中核技術であるSBMは、既存の計算機を使用し、複雑で大規模な問題の高精度な近似解（良解）を短時間で得ることを可能とするソフトウェアです。SBMをAzure Quantumのクラウドサービスで提供することで、金融・創薬・遺伝子工学・物流・AIを始めとするさまざまな領域での「組合せ最適化問題」の解決をめざすお客さまが、使い慣れたAzure環境で、SBMを実問題に適用いただけるようになります。

■SQBM+ Cloud on Azure Quantumの特長

1.Azure Quantumでのサービス提供

　Azure Quantumは、量子コンピューティングプログラムを実行し、最適化問題を解決するためのMicrosoft Azureクラウドサービスです。SQBM+は、Azure Quantumで提供される最適化ソリューションの1つに位置付けられます。

2.導入しやすいクラウドサービス

　SQBM+ Cloud on Azure Quantumは、Azureのクラウドサービスです。

　・ Azureのアカウントがあれば、すぐに利用を開始することができます。

　・ SQBM+ Cloud on Azure Quantumは、計算時間に応じた従量課金です。

3.新アルゴリズム（注5）を採用したSBM

　速度・精度・規模を大幅に向上させる新アルゴリズムを採用したSBMをAzureクラウドサービスで利用できます。

　SBMの特性（注6）を生かし、最大100,000変数のイジング問題に対応するイジングソルバー（注7）を提供します。

　・ 短時間で良解を見つける高速アルゴリズム「弾道的シミュレーテッド分岐アルゴリズム（bSB）（注8）」

　・ 他のマシンを凌ぐ計算速度でより高精度な解を見つける高精度アルゴリズム「離散的シミュレーテッド分岐アルゴリズム（dSB）（注9）」

　・ 上記2つのアルゴリズムを自動的に使い分ける機能を実装しています。

注1：東芝プレスリリース(2019年04月)：世界最速・最大規模の組合せ最適化を可能にする画期的なアルゴリズムの開発について

https://www.global.toshiba/jp/technology/corporate/rdc/rd/topics/19/1904-01.html

H. Goto et al., Science Advances 5, eaav2372 (2019). https://doi.org/10.1126/sciadv.aav2372

注2：量子力学の原理に基づく計算手法(量子計算)から導出もしくは直接的な着想を得て開発された新しい計算手法のこと。疑似量子と呼ばれることもある。

注3：東芝デジタルソリューションズプレスリリース（2022年3月）：量子インスパイアード最適化ソリューション「SQBM+(TM)」の提供開始について：

https://www.global.toshiba/jp/company/digitalsolution/news/2022/0302-2.html

注4：東芝プレスリリース(2019年10月)：シミュレーテッド分岐アルゴリズムを搭載した超高速な金融取引マシンのコンセプト実証機を開発：

https://www.global.toshiba/jp/technology/corporate/rdc/rd/topics/19/1910-02.html

(2021年5月): 世界初、金融市場における疑似量子計算機による高速高頻度取引の有効性の共同検証を開始：

https://www.global.toshiba/jp/technology/corporate/rdc/rd/topics/21/2105-01.html

注5：東芝プレスリリース（2021年2月）：世界最速・最大規模の組合せ最適化計算機「シミュレーテッド分岐マシン」の速度・精度・規模を大幅に向上させる新アルゴリズムを開発：

https://www.global.toshiba/jp/technology/corporate/rdc/rd/topics/21/2102-02.html

H. Goto et al., Science Advances 7, eabe7953 (2021). https://doi.org/10.1126/sciadv.abe7953

注6：SBMの技術 https://www.global.toshiba/jp/products-solutions/ai-iot/sbm/technology.html

注7：イジングモデル（統計力学において、スピンを持つ原子の格子によって磁性体の磁化の振舞いを説明するモデル）に基づき制約なし二次形式二値変数最適化問題を解くためのソルバー

注8：ballistic Simulated Bifurcation (bSB)。力学的な振る舞いが弾道的であることから、このように呼ぶ。

また、bSMをデジタル計算機上に実装したマシンを「bSB Machine (bSBM)」と呼ぶ。

注9：discrete Simulated Bifurcation (dSB)。運動方程式において連続値を離散値で置き換えることから、このように呼ぶ。

また、dSBをデジタル計算機上に実装したマシンを「dSB Machine (dSBM)」と呼ぶ。