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信頼できるスケーラブルな量子コンピューターの日本の革新

機能的で信頼性の高い量子コンピューターの開発への道は、長年にわたってほとんど克服できない障害であり、Qubitsの脆弱性です。量子情報技術のこれらの基本的な要素は非常に不安定であるため、短い手術や単純な測定でさえ深刻なエラーを引き起こします。 からの新しい発見 東京の科学研究所 データをグループとして変更しているようです 研究者 彼は、数十万のQubitsを持つシステムでも効率的に動作できる革新的なバグ修正コードを提示しました。 このニュースは、何百万もの合理的なQubitsを備えた量子コンピューターを作成するというビジョンに近づきます。これは、最近まで不可能と思われる規模です。研究のリーダー、 Kenta Kasai、研究所の准教授は、彼のチームが新しいカテゴリーを開発したと説明しています LDPC （低密度パリティチェック）。これらのコードは、ハッシュバウンドと呼ばれる量子誤差の修正における最大効率の理論的限界に近づくように設計されています。 なぜ量子コンピューターを構築するのがそんなに難しいのですか 量子コンピューターは未来として説明されています テクノロジー、化学、暗号化、システムの最適化において複雑な問題を解決する能力を備えています。しかし、進歩のすべてのステップには、同じ重要な問題、つまりQubitsの不安定な性質に直面しています。実際には、信頼できる計算を実行できる単一の合理的なキュービットを作成する必要があります。量子技術を実験段階に保つのは、この不均衡な理由です。 日本の研究者の革新 カサイと彼のチームの提案は、2つの重要なポイントで異なります。当初、新しいLDPCコードは50％以上のコーディング率を達成し、リソースの無駄を大幅に削減します。さらに、デコードの複雑さは、自然なキュービットの数に応じてのみ増加します。これは、アプローチを本当にエスカレートする要素です。 この結果に到達するために、研究者はさまざまな手法を組み合わせました。写真LDPCコードを使用し、構造の多様性と耐久性を高めるために特別な転送を導入し、非バイナリ数学を利用して、各ステップで処理できる情報の量を増やしました。最後に、コードはCSSに変換されました（Calderbank-shor-steane）、量子誤差の修正における最も広範なアーキテクチャの1つ。 新しいデコード方法の重要性 イノベーションは、アルゴリズム「等量製品」に基づいたデコード法にあります。この方法は、基本的なタイプの量子誤差の両方を同時に管理できます：ビットフリップ（x）と位相フリップ（z）。以前のほとんどのアプローチでは、これら2つのエラーが個別に処理され、複雑さが増加し、効率が低下しました。 テストでは、数十万のQubitsのスケールであっても、全体のエラー率は10°近くのままでした。 完璧の理論的な限界にほぼ触れる価格。これにより、数百万のQubitsを備えたシステムを開発する見込みが現実的になり、量子情報技術を実際の問題に活用する方法が開かれています。 ルートの終わりではなく、1つのステップステーション カサイ 彼は、発見は量子情報技術に関連するすべての問題を解決しないが、それは重要なターニングポイントであると強調している。これらのプロパティを備えたコードは、信頼性の高い量子機械の製造の基礎を築くことができます。これは、今日のアクセス不能な領域で使用できます。新しい材料の調査から複雑なネットワークとシステムの最適化まで。 [via] #信頼できるスケーラブルな量子コンピューターの日本の革新