量子コンピュータ企業のQuEraは、今後同社が開発を計画しているエラー訂正型量子コンピュータの開発に関する野心的なロードマップを発表した。この計画は今年開始され、100個の論理エラー訂正量子ビットを誇るシステムの完成を目指すという。
最近、同社はハーバード大学、マサチューセッツ工科大学、NIST、メリーランド大学との共同研究において、48個の論理量子ビットで複雑なアルゴリズムを実行することに成功したと発表した。
従来のコンピュータ(古典的コンピュータ)と量子コンピュータの違いは、情報の取り扱いと保存に対するアプローチにある。古典的コンピュータは2値状態(0か1か)に依存しているのに対し、量子コンピューターは量子ビット(qubits)が持つ、重ね合わせ(superposition)として知られる、両方の状態を同時に存在できるというユニークな能力を活用している。量子ビットのこの特性により、量子コンピューターは計算上の優位性を獲得し、最速のスーパーコンピューターでも何年もかかるような複雑な計算を実行できるようになる。
この技術をさらに発展させるには、量子コンピューターの潜在能力を最大限に引き出すために、エラーを修正することが重要である。QuEraによれば、量子エラー訂正は、量子状態のデリケートな性質を扱い、量子計算を混乱させる外部からの影響によるエラーを防ぐ特別なスキルのようなものだという。
エラー訂正プロトコルにより、量子コンピュータは量子情報の精度を長時間維持することができ、古典的なコンピュータの能力を超えた複雑な計算に取り組むことができる。QuEraによると、このようなシステムは「量子システムの信頼性とスケーラビリティを高め、材料科学から創薬、最適化問題まで幅広い分野で画期的な進歩への道を開く」という。
今後3年間のロードマップ
2023年、同社は著名なクラウドプラットフォーム上で、256量子ビットを特徴とするQuEraの主要なAquilaシステムへのアクセス可能性を拡大した。アクセスの可用性は週10時間から100時間以上に急増し、商用および学術ユーザーにとって有利であることが証明された。QueEraによれば、この可用性の拡大は、科学的・技術的に多くの重要な成果をもたらしているという。
今後、QuEraの量子コンピューティング・ロードマップは3つの重要なフェーズで展開される。2024年には、10個の論理量子ビット、ユニークなトランスバーサル・ゲート機能、256個以上の物理量子ビットを備えた量子コンピューターを発表する予定だ。トランスバーサル・ゲートは、量子ビット間のエラー伝搬を防ぐという極めて重要な役割を果たし、システムを本質的にエラーに強いものとし、エラー訂正された量子コンピューティングの基礎を築く。QuEraは2024年前半に論理量子ビットシミュレータをリリースし、アルゴリズムの評価とエラー訂正時代への準備を支援する。
2025年には、3,000を超える物理量子ビットをサポートするマジックステート蒸留を備えた30個の論理エラー訂正量子ビットを誇るアップグレードモデルが登場する。マジックステート蒸留は、より幅広い量子ゲートの実装をより忠実に強化し、普遍的量子計算に不可欠な非クリフォードゲートの実行を可能にする。
2026年、QuEraは100個の論理量子ビットと1万個以上の物理量子ビットを備えた第3世代の量子エラー訂正モデルを発表する。深い論理回路が可能なこの進歩は、量子コンピューティングを古典的シミュレーションの枠を超えて推進し、発見と革新の新時代の幕開けを告げることを約束する。
QuEra CEOのAlex Keesling氏は声明で、「我々は、過去数年間に開発されたすべてのビルディング・ブロック(量子ビット・シャトリング、トランスバーサル・ゲート、高忠実度2量子ビット・ゲート、ゾーン化アーキテクチャ)を活用して、世界をリードするシステムを提供できることに興奮しています」と述べている。
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