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公開：2025-02-21

Microsoftが世界初のトポロジカル量子チップMajorana 1を発表、100万量子ビットへの拡張性を実現

text: XEXEQ編集部
（記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります）

記事の要約

• Microsoftが世界初の量子チップMajorana 1を発表
• トポロジカルコアアーキテクチャによる新設計を採用
• 100万量子ビットへの拡張性を実現する画期的な技術

Microsoftが世界初のトポロジカル量子チップを発表

米Microsoftは2024年2月19日、トポロジカルコアアーキテクチャを採用した世界初の量子チップ「Majorana 1」を発表した。従来の量子ビットとは異なり、トポコンダクターと呼ばれる特殊な素材を使用してマヨラナ粒子を制御することで、より安定した量子ビットの生成を実現している。^[1]

Majorana 1は手のひらサイズながら100万量子ビットを搭載可能な設計となっており、産業規模の問題解決に向けた量子コンピューティングの実用化を大きく前進させる可能性を秘めている。新しい材料スタックにおける特定の組み合わせと品質により、量子ビットの安定性と制御性が飛躍的に向上したのだ。

DARPAのUnderexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing（US2QC）プログラムの最終フェーズに選出されるなど、Microsoftの量子コンピューティング技術は高い評価を受けている。トポロジカル量子ビットの研究開発に約20年を費やし、全く新しい状態の物質を作り出すことに成功したことで、実用的な量子コンピュータの実現が現実味を帯びてきた。

Majorana 1の主な特徴

トポロジカル量子ビットについて

トポロジカル量子ビットとは、量子情報を保護する特性を持つマヨラナ粒子を利用した新しいタイプの量子ビットのことを指す。以下のような特徴を持っている。

• 外部環境からの影響を受けにくい高い安定性
• デジタル制御による簡素化された操作性
• 大規模な量子コンピュータの実現に適した拡張性

従来の量子ビットは環境ノイズによって量子状態が崩壊しやすく、複雑なエラー訂正が必要だった。トポロジカル量子ビットはマヨラナ粒子の特性を活用することで、より安定した量子計算を実現し、実用的な量子コンピュータの開発を加速することが期待されている。

Majorana 1に関する考察

Microsoftのトポロジカル量子ビット開発は、量子コンピューティングの実用化に向けた大きな前進となる可能性が高い。従来の量子ビットが抱えていた安定性や制御性の課題を、新しい材料と設計によって解決する試みは、量子コンピュータの実用化時期を大幅に前倒しする可能性を秘めているのだ。

一方で、新しい技術であるがゆえの課題も存在している。マヨラナ粒子の制御技術やトポコンダクターの製造プロセスの最適化には、さらなる研究開発が必要となるだろう。また、既存の量子アルゴリズムや開発ツールをトポロジカル量子ビットに適応させる作業も必要となる。

今後はQuantinuumやAtom Computingとの協力関係を活かしながら、トポロジカル量子コンピュータの実用化を加速することが期待される。特に、AIとの組み合わせによる新しい応用分野の開拓や、マイクロプラスチック分解や自己修復材料の開発など、具体的な社会課題の解決に向けた取り組みが注目を集めるだろう。

参考サイト

1. ^ Microsoft. 「Microsoft’s Majorana 1 chip carves new path for quantum computing」. https://news.microsoft.com/source/features/ai/microsofts-majorana-1-chip-carves-new-path-for-quantum-computing/, (参照 25-02-21).
2. Microsoft. https://www.microsoft.com/ja-jp

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