マサチューセッツ州ボストン、2023年12月6日 - 中性原子量子コンピューターのリーダーであるQuEra Computing社は本日、科学雑誌『Nature』に掲載された重大なブレークスルーを発表した（詳細はこちら）。ハーバード大学が主導し、QuEra Computing、マサチューセッツ工科大学（MIT）、NIST/UMDが緊密に協力した実験において、研究者らは48個の論理量子ビットと数百のもつれ論理演算を持つエラー訂正量子コンピューターで大規模アルゴリズムの実行に成功した。この進歩は量子コンピューターにおける大きな飛躍であり、真にスケーラブルでフォールトトレラントな量子コンピューターを開発し、古典的な難問を解決するための舞台を整えるものである。
「ムーディーズ・アナリティクスの量子・AI担当マネージング・ディレクター、セルジオ・ガゴは、次のように語っている。「私たちムーディーズ・アナリティクスは、フォールト・トレラントな量子コンピューティング環境で48個の論理量子ビットを実現したことの意義と、データ分析や金融シミュレーションに革命をもたらす可能性を認識しています。この極めて重要な瞬間は、産業界が複雑な計算課題に取り組む方法を再定義する可能性があります。"
量子コンピュータがその巨大な可能性を発揮するのを妨げている重大な課題は、量子ビットに影響を与えるノイズであり、望ましい結果に到達する前に計算を壊してしまう。量子エラー訂正は、情報を冗長的に保存するためにエンタングルされた物理量子ビットのグループである「論理量子ビット」を作成することによって、これらの制限を克服する。この冗長性により、量子計算中に発生する可能性のあるエラーを特定し、修正することができる。個々の物理量子ビットの代わりに論理量子ビットを使用することで、量子システムはフォールトトレランスのレベルを達成することができ、複雑な計算に対してより堅牢で信頼性の高いものとなる。
「ジョシュア・アンド・ベス・フリードマン大学教授、ハーバード大学量子イニシアチブの共同ディレクター、QuEra Computingの共同設立者であるミハイル・ルキンは、「量子エラー訂正とフォールトトレランスの基本的な考え方が実を結び始めている今、この分野は本当にエキサイティングな時期です。「この研究は、中性原子量子コンピューティング・コミュニティにおける最近の目覚ましい進歩を活用したもので、非常に優秀な学生やポスドク、そしてQuEra、MIT、NIST/UMDの素晴らしい共同研究者の素晴らしい努力の証です。 私たちは、今後の課題について明確な目を持っていますが、この新たな進歩により、大規模で有用な量子コンピューターへの進歩が大幅に加速され、発見と革新の次の段階が可能になると期待しています。"
これまでのエラー訂正の実証実験では、1、2、3個の論理量子ビットが用いられてきた。今回の研究では、48個の論理量子ビットで量子エラー訂正を実証し、エラー問題に対処すると同時に、計算の安定性と信頼性を向上させた。大規模量子計算への道程において、ハーバード大学、QuEra、および共同研究者は、以下の重要な成果を報告した：
このブレークスルーは、何百もの量子ビット、高い2量子ビットゲート忠実度、任意の接続性、完全にプログラム可能な1量子ビットの回転、および回路途中の読み出しを組み合わせた先進的な中性原子系量子コンピューターを利用したものである。
{{QEC-roadmap}}
このシステムには、再構成可能な中性原子アレイにおけるハードウェア効率の高い制御も含まれており、論理量子ビットのグループ全体に対する直接的な並列制御を採用している。この並列制御により、論理演算を実行する際の制御オーバーヘッドと複雑さが劇的に軽減される。研究者は、280もの物理量子ビットを使用しながら、この研究で必要とされるすべての演算を実行するために必要な制御信号を10個未満しかプログラムしなかった。他の量子モダリティでは、同じ数の量子ビットに対して数百の制御信号を必要とする。量子コンピュータの規模が数千量子ビットになると、効率的な制御が決定的に重要になる。
「ボストンコンサルティンググループのパートナーであるマット・ランジオーネ氏は、「高い耐障害性を持つ48個の論理量子ビットの達成は、量子コンピューティング業界にとって画期的な出来事です。「このブレークスルーは、実用的な量子アプリケーションのタイムラインを加速させるだけでなく、これまで古典的なコンピューティング手法では困難とされてきた問題を解決する新たな道を開くものです。これは、量子コンピューティングの商業的可能性を大きく高める画期的な出来事です。各分野の企業は、量子の優位性への競争が大きく前進したことに注目すべきです。"
「QuEraコンピューティングのCEOであるアレックス・キースリングは、次のように述べています。「この成果は、ハーバード大学とMITの学術共同研究者とQuEraの科学者、エンジニアが、量子コンピューティングの可能性の限界を押し広げるために、複数年にわたる努力の集大成です。これは単なる技術的飛躍ではなく、共同研究と先駆的研究への投資の力を証明するものです。我々は、世界で最も複雑な問題に取り組むことができるスケーラブルで耐障害性の高い量子コンピューティングの新時代の舞台を整えることに興奮している。量子の未来はここにあり、QuEraはこの革命の最前線にいることを誇りに思います。"
「2022年以来、第一世代のマシンをパブリック・クラウド上で利用できるなど、量子コンピュータの製造と運用における我々の経験と、この画期的な研究が相まって、我々は量子革命をリードする最高のポジションにいる」とキースリングは付け加える。
この研究は、国防高等研究計画局（Defense Advanced Research Projects Agency）のノイズの多い中間スケール量子デバイスによる最適化（ONISQ）プログラム、全米科学財団（National Science Foundation）、超低温原子センター（NSF Physics Frontiers Center）、陸軍研究局（Army Research Office）の支援を受けた。
QuEraはまた、1月9日午前11時30分（米国東部時間）に、フォールト・トレラント量子コンピュータの商用ロードマップを公開する特別イベントを開催することも発表した。このオンライン・イベントへの参加登録は、https://quera.link/roadmap。
マサチューセッツ州ボストン、2023年12月6日 - 中性原子量子コンピューターのリーダーであるQuEra Computing社は本日、科学雑誌『Nature』に掲載された重大なブレークスルーを発表した（詳細はこちら）。ハーバード大学が主導し、QuEra Computing、マサチューセッツ工科大学（MIT）、NIST/UMDが緊密に協力した実験において、研究者らは48個の論理量子ビットと数百のもつれ論理演算を持つエラー訂正量子コンピューターで大規模アルゴリズムの実行に成功した。この進歩は量子コンピューターにおける大きな飛躍であり、真にスケーラブルでフォールトトレラントな量子コンピューターを開発し、古典的な難問を解決するための舞台を整えるものである。
「ムーディーズ・アナリティクスの量子・AI担当マネージング・ディレクター、セルジオ・ガゴは、次のように語っている。「私たちムーディーズ・アナリティクスは、フォールト・トレラントな量子コンピューティング環境で48個の論理量子ビットを実現したことの意義と、データ分析や金融シミュレーションに革命をもたらす可能性を認識しています。この極めて重要な瞬間は、産業界が複雑な計算課題に取り組む方法を再定義する可能性があります。"
量子コンピュータがその巨大な可能性を発揮するのを妨げている重大な課題は、量子ビットに影響を与えるノイズであり、望ましい結果に到達する前に計算を壊してしまう。量子エラー訂正は、情報を冗長的に保存するためにエンタングルされた物理量子ビットのグループである「論理量子ビット」を作成することによって、これらの制限を克服する。この冗長性により、量子計算中に発生する可能性のあるエラーを特定し、修正することができる。個々の物理量子ビットの代わりに論理量子ビットを使用することで、量子システムはフォールトトレランスのレベルを達成することができ、複雑な計算に対してより堅牢で信頼性の高いものとなる。
「ジョシュア・アンド・ベス・フリードマン大学教授、ハーバード大学量子イニシアチブの共同ディレクター、QuEra Computingの共同設立者であるミハイル・ルキンは、「量子エラー訂正とフォールトトレランスの基本的な考え方が実を結び始めている今、この分野は本当にエキサイティングな時期です。「この研究は、中性原子量子コンピューティング・コミュニティにおける最近の目覚ましい進歩を活用したもので、非常に優秀な学生やポスドク、そしてQuEra、MIT、NIST/UMDの素晴らしい共同研究者の素晴らしい努力の証です。 私たちは、今後の課題について明確な目を持っていますが、この新たな進歩により、大規模で有用な量子コンピューターへの進歩が大幅に加速され、発見と革新の次の段階が可能になると期待しています。"
これまでのエラー訂正の実証実験では、1、2、3個の論理量子ビットが用いられてきた。今回の研究では、48個の論理量子ビットで量子エラー訂正を実証し、エラー問題に対処すると同時に、計算の安定性と信頼性を向上させた。大規模量子計算への道程において、ハーバード大学、QuEra、および共同研究者は、以下の重要な成果を報告した：
このブレークスルーは、何百もの量子ビット、高い2量子ビットゲート忠実度、任意の接続性、完全にプログラム可能な1量子ビットの回転、および回路途中の読み出しを組み合わせた先進的な中性原子系量子コンピューターを利用したものである。
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このシステムには、再構成可能な中性原子アレイにおけるハードウェア効率の高い制御も含まれており、論理量子ビットのグループ全体に対する直接的な並列制御を採用している。この並列制御により、論理演算を実行する際の制御オーバーヘッドと複雑さが劇的に軽減される。研究者は、280もの物理量子ビットを使用しながら、この研究で必要とされるすべての演算を実行するために必要な制御信号を10個未満しかプログラムしなかった。他の量子モダリティでは、同じ数の量子ビットに対して数百の制御信号を必要とする。量子コンピュータの規模が数千量子ビットになると、効率的な制御が決定的に重要になる。
「ボストンコンサルティンググループのパートナーであるマット・ランジオーネ氏は、「高い耐障害性を持つ48個の論理量子ビットの達成は、量子コンピューティング業界にとって画期的な出来事です。「このブレークスルーは、実用的な量子アプリケーションのタイムラインを加速させるだけでなく、これまで古典的なコンピューティング手法では困難とされてきた問題を解決する新たな道を開くものです。これは、量子コンピューティングの商業的可能性を大きく高める画期的な出来事です。各分野の企業は、量子の優位性への競争が大きく前進したことに注目すべきです。"
「QuEraコンピューティングのCEOであるアレックス・キースリングは、次のように述べています。「この成果は、ハーバード大学とMITの学術共同研究者とQuEraの科学者、エンジニアが、量子コンピューティングの可能性の限界を押し広げるために、複数年にわたる努力の集大成です。これは単なる技術的飛躍ではなく、共同研究と先駆的研究への投資の力を証明するものです。我々は、世界で最も複雑な問題に取り組むことができるスケーラブルで耐障害性の高い量子コンピューティングの新時代の舞台を整えることに興奮している。量子の未来はここにあり、QuEraはこの革命の最前線にいることを誇りに思います。"
「2022年以来、第一世代のマシンをパブリック・クラウド上で利用できるなど、量子コンピュータの製造と運用における我々の経験と、この画期的な研究が相まって、我々は量子革命をリードする最高のポジションにいる」とキースリングは付け加える。
この研究は、国防高等研究計画局（Defense Advanced Research Projects Agency）のノイズの多い中間スケール量子デバイスによる最適化（ONISQ）プログラム、全米科学財団（National Science Foundation）、超低温原子センター（NSF Physics Frontiers Center）、陸軍研究局（Army Research Office）の支援を受けた。
QuEraはまた、1月9日午前11時30分（米国東部時間）に、フォールト・トレラント量子コンピュータの商用ロードマップを公開する特別イベントを開催することも発表した。このオンライン・イベントへの参加登録は、https://quera.link/roadmap。
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