実用的な大規模量子計算機が超簡単に作れる!?

サセックス大学の研究者達が、既存技術で大規模量子コンピュータ構築を可能にする、画期的な新方式を考案したそうです。まじかよ!って感じです。量子コンピュータは現在最速のスパコンで何百万年もかかる計算を数ミリ秒でこなすと言われ、新素材や新薬の開発だけでなく、科学や金融の積年の問題を解決する可能性を秘めています。

汎用量子コンピューターは、原理上は構築可能ではありますが、技術的課題が山積みで、実用的な大規模な物を作ろうとした場合、今までは、火星への有人宇宙旅行よりも難しいと見なされていました。それぐらい実現の可能性が乏しかったみたいです。今までは。

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レーザー制御量子ビット

Construction of practical quantum computers radically simplified

Quantum computing on a small scale using trapped ions (charged atoms) is carried out by aligning individual laser beams onto individual ions with each ion forming a quantum bit.

However, a large-scale quantum computer would need billions of quantum bits, therefore requiring billions of precisely aligned lasers, one for each ion.

「補足したイオン(電荷を持った原子)を用いる小規模な量子計算は、各々のイオンが量子ビットを形成する個々のイオンに個別のレーザー光線を揃える事で達成されています。しかし、大規模量子コンピュータは、数十億の量子ビットが必要なので、それぞれのイオン用に、数十億のレーザーを個別に正確に位置合わせする必要があります。」

数十億の量子ビットの一つ一つにレーザーを正確に個別にあてがってイオンを制御するとか、確かに無理があるような気がします。せいぜい数十、数百が限界なのではないでしょうか。レーザーによる量子ビットの制御ではスケールアップに無理があるようです。

電圧でキュービットを制御

Instead, scientists at Sussex have invented a simple method where voltages are applied to a quantum computer microchip (without having to align laser beams) – to the same effect.

Professor Winfried Hensinger and his team also succeeded in demonstrating the core building block of this new method with an impressively low error rate at their quantum computing facility at Sussex.

「その代わりに、サセックス大学の科学者達は、同じ効果を得るために、量子コンピューターマイクロチップに(レーザー光線を揃える必要のない)電圧を印加するだけの非常に簡単な手法を考案しました。ヘンシンジャー教授率いるチームが、彼らの大学の量子計算施設で、かなり低いエラー率でこの新手法の根幹を実証することにも成功しています。」

チップに電圧を印加するだけで、数千億個の捕捉イオンキューピットを同時に制御できれば、こんな簡単な量子ビットのコントロール法はなく、確かに、大規模汎用量計算機が簡単に構築できるはずです。いよいよ実用的の物が完成間近なのかもしれません。

革命的技術革新

“Developing this step-changing new technology has been a great adventure and it is absolutely amazing observing it actually work in the laboratory.”

「この変革をもたらす新技術を開発する事は、大きな冒険であり、それが、研究室で実際に機能するのを観測することは、間違いなく驚くべきことです。」

今回の電圧印加大規模量子ビット制御システムは、研究室レベルで実際に動作するみたいなので、実用化されるのも時間の問題なのかもしれません。ただ、こういった研究論文というのは、オボちゃんのSTAP細胞論文の例からも分かるように、下駄を履くまでは分からないので、現段階では手放しで喜ぶことはできません。実際に実用可能な、大規模汎用万能量子コンピューターが公式発表されるまでは何とも言えません。

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