量子コンピューター計算回路、7割圧縮!情報学研とNTTがソフト開発

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国立情報学研究所とNTTは共同で、量子コンピューターの小型化や高速化につながるソフトウエア技術を開発した。量子コンピューターの計算回路を約70%圧縮する手法で、これにより必要な量子ビットの数や計算時間を短縮できる。より高速かつ大規模な量子コンピューターの実現が加速する。詳細が米物理学会オンライン誌フィジカル・レビューXに掲載された。

近年、インターネット経由で使われ始めた量子コンピューターはデータにエラーがあることから「雑音あり中規模量子コンピューター」(NISQ)と呼ばれ、本格的な実用化にはエラーの克服が課題になっている。

量子ビット操作上のこのエラーに対して耐性を持つ量子コンピューターには通常多くの量子ビットが必要。現在のNISQは100量子ビット以下だが、将来的に100万量子ビット程度が必要といわれる。

共同チームが開発したのは、エラー耐性を持つ「トポロジカル符号」を用いた量子コンピューター向けの計算回路の圧縮手法。こうした量子コンピューターは複雑な階層構造になっており、回路の圧縮などによる最適化が不可欠だった。

回路の圧縮によって量子ビットの数や計算時間を少なくできれば、量子コンピューターのサイズを小さくしたり、動作を高速化したりできる。また、開発した手法は複数のエラー訂正符号にも使えることから、共通の量子コンピューター言語として使える可能性も見いだしている。

日刊工業新聞2020年11月13日

COMMENT

藤木信穂
科学技術部 記者

量子コンピューターの研究動向ではどうしてもハードウエアの開発に目が行きがちだ。だが、アプリケーションを動かすためのソフトウエアの開発はそれ以上に重要といっても過言ではなく、世界的にもスタートアップなどによる研究が活発になっている。 開発した手法は、米グーグルの提案手法よりも圧縮率がさらに25%高いという。基礎研究で先行しながら量子コンピューターの開発で出遅れた日本。ソフトウエアの開発で巻き返してほしい。

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