研究者たちは、より信頼性が高く、より強力で、エラーや不正確さが発生しにくい量子コンピューターに業界を近づける方法を発見しました。画像: クォンタム将来の量子コンピューティングのブレークスルーとして、研究者らは初めて実際の量子プロセッサ上にフォールトトレラントな方法で基本的な算術演算を実装しました。言い換えれば、彼らは、より信頼性が高く、より強力で、エラーや不正確さが起こりにくい量子コンピューターに私たちを近づける方法を発見しました。量子コンピューターは、量子物理学のエキゾチックな特性を利用して、古典的なコンピューターでは不可能だと考えられていた問題を迅速に解決します。情報を量子ビット、つまり「量子ビット」にエンコードすることで、通常のビットのように逐次的にではなく、並列的に計算を実行できます。ただし、量子ビットは非常に壊れやすく、エラーが発生しやすくなります。これは実用的な量子コンピュータの開発を妨げています。フォールトトレランスは、量子コンピューターの可能性を最大限に引き出すための聖杯です。これにより、量子ビットが「ノイズ」と呼ばれるさまざまな要因の影響を受けた場合でも、エラーを検出して修正することで、量子コンピューターが確実に動作することが可能になります。量子領域における粒子の挙動は、巨視的な古典的世界で観察されるものとは異なります。量子の領域では、素粒子の位置を正確に予測することはできません。代わりに、粒子の位置の確率を決定し、これらの粒子の単純な動作を観察するだけでも状態が変化する可能性があります。この固有の不確実性と観測に対する感度により、ノイズが量子コンピューティングにおける重大な課題となります。現在、Quantinuum、QuTech Institute、シュトゥットガルト大学の科学者たちは、フォールトトレラントな量子コンピューティングへの道において重要なマイルストーンを達成しました。彼らは、Quantinuum の H1 量子プロセッサを使用して量子エラー訂正を実装し、基本的な算術演算であるフォールトトレラントな 1 ビット加算を実行しました。研究者らは、Quantinuum のイオントラップ技術を使用して電磁場で量子ビットを浮遊させ、量子ビットを安定して長持ちさせることができました。プロジェクトの研究論文で説明されているように、彼らは [[8,3,2]] カラー コードと呼ばれる量子誤り訂正コードを使用して、単一の論理量子ビットを 8 つの物理量子ビットにエンコードしました。これにより、エラーの検出と修正のための冗長性が提供されます。これは、8 人の作業者に同じタスクを実行するよう依頼するようなものだと考えてください。一部の作業者が間違いを犯したとしても、他の作業者が正しく作業したため、全体的な結果は依然として正しいものになります。タスクを実行している作業者が 1 人だけでミスをした場合は、運が悪いです。フォールト トレラント回路のエラー率はわずか 0.11% であり、保護されていない回路のエラー率 0.95% に比べて約 9 分の 1 であることは注目に値します。フォールトトレラントな量子論理演算がこれほど低いエラー率を達成したのはこれが初めてです。これらの進歩の影響は広範囲に及びます。フォールトトレラントな量子コンピューティング手法は、分子シミュレーション、人工知能、最適化、サイバーセキュリティなどの分野で実用的なソリューションへの道を開く可能性があります。さらに、二テルル化ウラン (UTe2) における異常な超伝導状態の発見は、量子コンピューターをより強力にする可能性を示しています。メディアの報道によると、この材料により量子ビットは計算中にその状態を無期限に維持できるようになり、より安定した実用的な量子コンピューターの出現が到来する可能性があるという。Quantinuum の H1 量子コンピュータはすでに顧客に市販されており、生物学研究、人工知能、シミュレーション、サイバーセキュリティなどの特殊な研究分野に応用できる可能性があります。
量子の飛躍: 研究者が信頼性の高い量子コンピューターに向けた大きなマイルストーンに到達
研究者たちは、より信頼性が高く、より強力で、エラーや不正確さが発生しにくい量子コンピューターに業界を近づける方法を発見しました。
画像: クォンタム
将来の量子コンピューティングのブレークスルーとして、研究者らは初めて実際の量子プロセッサ上にフォールトトレラントな方法で基本的な算術演算を実装しました。言い換えれば、彼らは、より信頼性が高く、より強力で、エラーや不正確さが起こりにくい量子コンピューターに私たちを近づける方法を発見しました。
量子コンピューターは、量子物理学のエキゾチックな特性を利用して、古典的なコンピューターでは不可能だと考えられていた問題を迅速に解決します。情報を量子ビット、つまり「量子ビット」にエンコードすることで、通常のビットのように逐次的にではなく、並列的に計算を実行できます。
ただし、量子ビットは非常に壊れやすく、エラーが発生しやすくなります。これは実用的な量子コンピュータの開発を妨げています。フォールトトレランスは、量子コンピューターの可能性を最大限に引き出すための聖杯です。これにより、量子ビットが「ノイズ」と呼ばれるさまざまな要因の影響を受けた場合でも、エラーを検出して修正することで、量子コンピューターが確実に動作することが可能になります。
量子領域における粒子の挙動は、巨視的な古典的世界で観察されるものとは異なります。量子の領域では、素粒子の位置を正確に予測することはできません。代わりに、粒子の位置の確率を決定し、これらの粒子の単純な動作を観察するだけでも状態が変化する可能性があります。この固有の不確実性と観測に対する感度により、ノイズが量子コンピューティングにおける重大な課題となります。
現在、Quantinuum、QuTech Institute、シュトゥットガルト大学の科学者たちは、フォールトトレラントな量子コンピューティングへの道において重要なマイルストーンを達成しました。彼らは、Quantinuum の H1 量子プロセッサを使用して量子エラー訂正を実装し、基本的な算術演算であるフォールトトレラントな 1 ビット加算を実行しました。
研究者らは、Quantinuum のイオントラップ技術を使用して電磁場で量子ビットを浮遊させ、量子ビットを安定して長持ちさせることができました。プロジェクトの研究論文で説明されているように、彼らは [[8,3,2]] カラー コードと呼ばれる量子誤り訂正コードを使用して、単一の論理量子ビットを 8 つの物理量子ビットにエンコードしました。これにより、エラーの検出と修正のための冗長性が提供されます。
これは、8 人の作業者に同じタスクを実行するよう依頼するようなものだと考えてください。一部の作業者が間違いを犯したとしても、他の作業者が正しく作業したため、全体的な結果は依然として正しいものになります。タスクを実行している作業者が 1 人だけでミスをした場合は、運が悪いです。
フォールト トレラント回路のエラー率はわずか 0.11% であり、保護されていない回路のエラー率 0.95% に比べて約 9 分の 1 であることは注目に値します。フォールトトレラントな量子論理演算がこれほど低いエラー率を達成したのはこれが初めてです。
これらの進歩の影響は広範囲に及びます。フォールトトレラントな量子コンピューティング手法は、分子シミュレーション、人工知能、最適化、サイバーセキュリティなどの分野で実用的なソリューションへの道を開く可能性があります。
さらに、二テルル化ウラン (UTe2) における異常な超伝導状態の発見は、量子コンピューターをより強力にする可能性を示しています。メディアの報道によると、この材料により量子ビットは計算中にその状態を無期限に維持できるようになり、より安定した実用的な量子コンピューターの出現が到来する可能性があるという。
Quantinuum の H1 量子コンピュータはすでに顧客に市販されており、生物学研究、人工知能、シミュレーション、サイバーセキュリティなどの特殊な研究分野に応用できる可能性があります。