グーグル、量子計算技術を実証　エラーを40分の1に低減

グーグル・クオンタムAIは木曜日、ウィロー・プロセッサーでマジック状態の培養を実験的に実証したと発表した。この技術は、量子計算における主要なボトルネックに対する実用的な解決策となる可能性がある。実証ではエラーを40分の1に低減した。また、論理忠実度99.99%のT状態を記録的な水準で生成した。グーグルの研究者らは、この手法が実用的なフォールトトレラント量子計算を支えるには、さらに大規模な実証が必要だと指摘した。

マジック状態は、汎用量子計算に必要な演算を可能にする特殊な量子状態だ。高品質で誤り訂正されたマジック状態の生成が大きなボトルネックであることは、研究者の間で長く認識されてきた。一部の推計では、マジック状態の生成に量子計算機の能力の最大95%が費やされる可能性が示されていた。

グーグルの研究者、クレイグ・ギドニー氏、ノア・シャティ氏、コーディ・ジョーンズ氏は2024年、この負担を大幅に軽減できる可能性のある手法として、マジック状態の培養の開発を始めた。グーグルによると、この手法では量子チップの小さな領域にノイズの多い状態を導入する。グーグルは、続いて高度に連携した測定を行い、エラーを確認して不完全な試行を取り除くと説明した。このプロセスにより、状態をより大きく有用な符号化に適応させながら、極めて純度が高くエラーの少ない量子状態を培養できるという。ウィローでの実証は、一連の技術革新とエンジニアリング作業を経て実現した。

暗号資産業界は、大規模量子コンピューターによる攻撃に耐えることを目的とする耐量子暗号の保護策の開発と導入に取り組んできた。十分に強力な量子コンピューターは、暗号資産の取引を承認するために使われる電子署名方式を理論上破る可能性がある。また、インターネットや金融インフラ全般で使われる公開鍵暗号システムも破る可能性がある。

キャッスル・アイランド・ベンチャーズ共同創業者のニック・カーター氏は、量子計算の実現時期は全般に前倒しされており、AIを活用した改善も進展の加速に寄与していると述べた。同氏は、この実証は、フォールトトレラント量子計算の重要な要素である誤り訂正にAIが役立つことを示す新たな証拠だとした。脅威は差し迫っておらず、量子コンピューターの大規模化にはなお工学的な課題が残るとも述べた。それでも、AIが進展を大きく加速させていると指摘した。

プロジェクト・イレブンのアレックス・プルーデンCEOは、従来のリソース推計はすでにこの手法が機能すると想定していたため、この発見が必ずしもQデーの時期を変えるわけではないと述べた。一方で、この発見は従来の想定を裏付け、過去の推計の信頼性を高め、現在のQデーの見通しをより確かなものにすると述べた。