量子コンピュータの「ジレンマ」を克服 - 東大がデバックの高速化に成功

量子コンピュータの「ジレンマ」を克服 - 東大がデバックの高速化に成功

  • マイナビニュース
  • 更新日:2017/11/13
No image

東京大学(東大)は、追跡は困難だと考えられていた量子コンピューターの内部で発生する量子的なエラーの影響を、正確かつ高速に評価する数値計算手法を発見したと発表した。

同成果は、東京大学大学院工学院研究科光量子科学研究センターの小芦雅斗 教授らの研究グループによるもの。詳細は米国の学術誌「PhysicalReviewLetters」オンライン版に掲載された。

量子コンピュータを構成する量子ビットは0と1に加えて、0と1の連続的な「重ね合わせ状態」をとることができる。この重ね合わせ状態を用いると、ビットの値が0の場合の計算と1の場合の計算が同時に実行される。量子コンピュータは、このようなある種の並列計算によって演算を高速化していると考えられている。ただ、その高速化が量子力学のどんな性質に由来しているのかは、正確にはわかっていない。

量子ビットに発生するエラーには、通常のビットと同様に「0だったビットが稀に1になってしまう」というようなデジタル的なビットエラーと、量子特有の「0と1の重ね合わせの『比率』が少しだけずれてしまう」という量子的なエラーがある。量子コンピュータの開発においては、このような素子のエラーが、どのように積み重なって、ついには間違った計算結果を生んでしまうのかを正しく把握することが重要だ。

しかし、この量子的なエラーは、それ自身が新たな重ね合わせ状態を生み出すために、その影響を単純に追跡しようとすると、膨大な並列計算を行うのと同じような困難に直面する。量子コンピュータの規模が大きくなると、この追跡はスーパーコンピュータでも不可能となり、量子コンピュータでなければ量子コンピュータの開発ができない、というジレンマに陥ることが危惧されていた。

今回の研究では、量子コンピュータが量子的なエラーを訂正していく機構と、もともとは物性物理の分野で知られていた、フェルミ粒子の運動を表す物理モデルとが同一と見なせることを示した。計算機としては、複雑な重ね合わせの状態を経由していくように見える機構を、粒子の運動と見なすことで、通常のコンピュータで計算できる単純な時間変化に置き換えられる。この手法により、従来不可能だと考えられていた、量子的なエラーを考慮した素子に要求される性能を、通常のコンピュータで高速かつ正確に計算することができるという。

なお、今回の成果を受けて研究グループは、誤り訂正を行い実用的な規模に量子コンピュータを拡張するために必要な量子ビットが要求する性能を、通常のコンピュータだけで正確かつ高速に見積もることができるとした。また、量子コンピュータを開発する上で重要な目標値を量子コンピュータを使わずに正確に計算できることは、世界中で行われている量子コンピュータの開発においてただちに有用だとしている。

この記事をお届けした
グノシーの最新ニュース情報を、

でも最新ニュース情報をお届けしています。

外部リンク

IT総合カテゴリの人気記事

グノシーで話題の記事を読もう!
【100均】ダイソーのスマートフォン用「1ポート モバイルバッテリ」 ― 薄くて格好良いけど、性能は?
【格安スマホまとめ】SIMフリースマホのシェアトップはファーウェイ、BIGLOBEがiPhoneを取扱開始
知らなきゃ損するAmazonの検索・配送の裏ワザ
『Amazon Echo』と『Google Home』何が違う?
ヒーター付き寝袋!?ソファや椅子に座ったまま使えるサンコーの『お一人様用こたつ』
  • このエントリーをはてなブックマークに追加