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AWSが量子コンピューティングチップOcelotを発表、エラー訂正コストを90%削減し実用化を加速

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

  • AWSが量子コンピューティングチップOcelotを発表
  • エラー訂正コストを最大90%削減可能
  • ネコ量子ビット技術で量子エラー訂正を効率化

AWSの新量子コンピューティングチップOcelotの詳細

米Amazon傘下のAmazon Web Services(AWS)は2024年2月27日、量子エラー訂正のコストを大幅に削減できる新しい量子コンピューティングチップ「Ocelot」を発表した。カリフォルニア工科大学のAWS量子コンピューティングセンターで開発されたOcelotは、従来の表面符号を用いた量子エラー訂正と比較して最大90%のコスト削減を実現している。[1]

Ocelotの特徴的な技術として、シュレーディンガーの猫の思考実験にちなんで名付けられた「ネコ量子ビット(cat qubit)」を採用することで、特定の形式のエラーを本質的に抑制し量子エラー訂正に必要なリソースを大幅に削減することが可能になった。この革新的なアプローチにより、量子コンピュータの実用化に向けた大きな前進となることが期待される。

AWSの研究チームは、マイクロエレクトロニクス産業から借用した製造プロセスを活用し、ネコ量子ビット技術と追加の量子エラー訂正コンポーネントを1つのマイクロチップに統合することに成功した。この成果は耐故障性のある実用的な量子コンピュータの実現に向けた重要な一歩となっている。

Ocelotチップの主な仕様

項目 詳細
チップ構成 2つの積層シリコンマイクロチップ
チップサイズ 各チップ約1cm²
主要コンポーネント数 14個(データ量子ビット5個、バッファ回路5個、エラー検出用量子ビット4個)
使用材料 超伝導体タンタル薄膜
エラー訂正効率 従来比最大90%削減

量子エラー訂正について

量子エラー訂正とは、量子コンピュータの計算過程で発生するエラーを検出・修正するための技術であり、以下のような特徴がある。

  • 複数の量子ビットを使用して量子情報を特殊な形でエンコード
  • 環境ノイズや外部干渉からの保護機能を提供
  • リアルタイムでのエラー検出と修正を可能に

従来の量子エラー訂正手法では、正確な結果を得るために膨大な数の量子ビットが必要とされ、そのコストが量子コンピュータの実用化における大きな障壁となっていた。Ocelotの新しいアプローチは、このリソース要件を大幅に削減することで、実用的な量子コンピュータの実現を加速することが期待されている。

Ocelotに関する考察

Ocelotによるエラー訂正コストの90%削減は、量子コンピューティングの実用化に向けた重要なブレークスルーとなる可能性を秘めている。特に量子ビットのスケーリングに関する課題に対して、新しいアプローチを提示することで量子コンピュータの実用化までの時間を最大5年短縮できる可能性がある。

今後の課題として、ネコ量子ビット技術の更なる安定性向上や、より大規模な量子回路への展開における信頼性の確保が挙げられる。これらの課題に対しては、製造プロセスの最適化や新材料の開発、エラー訂正アルゴリズムの改良などが有効な解決策となるだろう。

将来的には、量子エラー訂正技術の進化により、より複雑な量子アルゴリズムの実行や、より長時間の量子状態の維持が可能になることが期待される。従来型のコンピュータでは解決が困難な問題に対して、量子コンピュータならではの優位性を発揮できる日が近づいている。

参考サイト

  1. ^ Amazon News. 「Amazon's new Ocelot chip brings us closer to building a practical quantum computer」. https://www.aboutamazon.com/news/aws/quantum-computing-aws-ocelot-chip, (参照 25-03-01).

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