「シュレディンガーの猫」の思考実験にヒントを得た量子ビットが、2030年までに強力な量子コンピューターの到来をもたらす可能性がある
量子テクノロジー企業のアリス アンド ボブは、2030 年までの量子コンピューティング計画の概要を示していますが、その目標はどの程度実現可能でしょうか?
フォールトトレラントな量子コンピュータは、有名なシュレディンガーの猫の思考実験にちなんで名付けられた「猫量子ビット」と呼ばれる発明のおかげで、2030年までに実現される可能性があります。放射性ペレットの入った箱の中に閉じ込められた人は、箱が開けられるまで「死んだ」状態と「生きた」状態が重なった状態で存在します。
パリに本拠を置く量子技術企業アリス&ボブの研究者らは、 今月初めに出版されたホワイトペーパーでロードマップを明らかにした。
この新しい「量子時代」は、科学者が 100 個の論理量子ビットを保持できる量子処理装置 (QPU) を構築すればすぐに実現します。論理量子ビットは、同じ情報を共有する物理量子ビットの集合であり、グループ内の 1 つの量子ビットが失敗した場合でも計算を継続できるようにします。量子ビットは本質的にエラーが発生しやすく、1,000 分の 1 の割合で失敗するため (古典的なビットは 100 万分の 1 の割合で失敗します)、量子計算が中断されることがよくあります。
科学者たちは、cat qubit を開発することで、このロードマップの最初のステップをすでに完了しています。その運命の同名のように、cat qubit は 2 つの量子状態を同時に二重に重ね合わせて存在します。より従来の量子ビットは、単一の重ね合わせの中に 0 と 1 の両方として存在します。 cat 量子ビットの主な利点の 1 つは、量子ビットの数をスケールアップすると、いわゆる「ビットフリップ」 エラーの数が増加することです。 /u> — 0 が 1 に切り替わる、またはその逆の場合 — は劇的に減少します。他のタイプのエラーもより一般的になりますが、それでもトレードオフをする価値はあります。
重要なのは、cat 量子ビットがデコヒーレンス、つまり量子ビットの量子特性を失い、量子ビットが持つ有用な情報を失う原因となる外部環境からの干渉に対して耐性があることです。
しかし、アリスとボブの科学者たちは、2030 年までに有用な量子コンピューティングという目標を達成するために、達成する必要があるさらに 4 つのマイルストーンを特定しました。これらは、誤り訂正が可能な論理量子ビットを構築すること、量子回路としても知られる最初の誤り訂正論理ゲートを作成すること、論理ゲートの汎用セットとリアルタイム誤り訂正を作成することです。これらすべての手順が完了したら、100 個の高品質論理量子ビットを収容できるプロセッサを作成する必要があります。
それぞれのマイルストーンはその前のマイルストーンを基にしていますが、5 年以内に達成すべきことはたくさんあります。
アリスとボブの白書は、予期せぬ挫折や「未知の未知」(しばしばブラック・スワンと呼ばれる)については触れていない。予測して説明できるリスクとは異なり、未知のことは完全に予期せぬものです。
そして、たとえ 100 個の論理量子ビットを保持できるチップが開発されたとしても、それは必ずしもその技術が商業的に実行可能であり、大規模に展開できることを意味するわけではありません。