量子コンピュータの誤り耐性量子計算を解説！エラー訂正とエラー緩和の最新トレンドを紐解く

近年、量子コンピュータの進歩が加速しています。富士通も2023年に日本企業として初となる64量子ビットの超伝導型量子コンピュータを理化学研究所と共同開発し、提供を開始しました[1]。また2025年中には256量子ビット、2026年度以降には1000量子ビットの実現を計画しています。固体素子による超伝導量子ビット実現に成功したのが1999年ですが[2]、今後数年で量子コンピュータの量子ビット数は倍々ゲームのように増えていく見込みで、飛躍的な進歩が始まっているといって過言ではありません。

また、量子コンピュータのハードウェアは、超伝導方式以外にも様々な方式が提案されており、それぞれの方式の研究開発も、急速に進んでいます。

実機における量子ビット数を増やしていくことは近年の一つのトレンドであることは事実ですが、潮目が少しずつ変わりつつあります。なぜなら、現在の量子コンピュータには大きく以下2つの課題があるからです。

①量子ビット数の大規模化には、現在の延長ではないイノベーションが必要
②量子ビットエラーの問題があり、長時間の高精度な計算ができない

まず、①について解説します。超伝導型量子コンピュータの場合、極低温まで冷却するために特殊な冷凍機を使用していますが、冷凍機のサイズには制約があります。複数の超伝導型量子コンピュータを並列化して大規模化するアイデアもありますが、冷凍機を跨いで複数の量子チップを動作させるなど別の難しい課題が発生します。量子ビットの大規模化には現在の延長ではないイノベーションが必要で、ドミノ倒しのように一度動き始めたら同じペースで技術革新が進み続けられるとは限りません。