Google、量子コンピューティング開発で大きな節目を迎える

量子コンピューティングは、量子の世界に関するますます進歩する科学的知識を活用して、現在のコンピューターよりもはるかに優れた機能を備えたコンピューターを作成する、革新的な情報処理方法です。しかし、この技術はまだ主に理論の段階にあり、高いエラー率など、科学者が解決できていない厄介な問題が数多く残っています。

科学誌「ネイチャー」に掲載された新しい研究によると、Google の量子人工知能 (AI) ラボは、エラー率を大幅に削減できるシステムについて説明している。これにより、米国の大手テクノロジー企業が、IBMなど量子コンピューターを研究している他の競合他社を追い抜くことが期待される。

従来のコンピュータは情報をビット単位で処理しますが、量子コンピュータは情報を量子ビット単位で処理します。古典ビット (バイナリ ビット) は 0 または 1 の値を持つことができますが、量子ビットは両方の値を同時に表します (重ね合わせ状態)。この重ね合わせは、量子コンピュータが一度に膨大な数の潜在的な結果を処理できることを意味します。しかし、この能力は「デコヒーレンス」と呼ばれる問題によって著しく妨げられます。量子物理学では、これは量子コヒーレンスの喪失です。量子コンピュータでは、この状況により、量子ビットは量子状態を離れて外界と通信するときに情報を失います。これによりエラー率が高まり、量子ビットの数が増えるにつれてエラー率も増加します。そのため、科学者たちはこの状況を克服する方法を見つけるための研究を強化してきました。

新たに発表された研究で、Google の科学者チームは、情報に影響を与えずにエラーを検出し修正するためにエラー修正コードを使用するシステムを初めて導入しました。専門家のハルトムート・ネヴェン氏によれば、このシステムの理論的基礎は1990年代に提案されたが、それ以前の取り組みでは誤りが減るどころか、むしろ増えただけだったという。ただし、システムのすべての部分のエラー率が低い場合は、量子エラー訂正が機能します。研究の共著者であるジュリアン・ケリー氏は、これを画期的な出来事と呼び、量子エラー訂正は将来の量子コンピューターの開発にとって極めて重要な技術であると述べた。しかし、科学者のネヴェン氏は上記の結果にはあまり満足しておらず、エラー率をさらに低いレベルにまで下げたいと明言しています。