量子コンピューター、エラー0.1％以下に　理研・東大

　理化学研究所や東京大学などは、次世代の超高速計算機の量子コンピューター向けに新型素子を開発した。半導体微粒子の中に電子を閉じ込め、磁場をかけて状態を制御することで、量子コンピューターの基本単位となる「量子ビット」を精密に操作する。エラーが発生する確率は0.1％以下で、実用化に向けた課題をひとつクリアした。

　グーグルやＩＢＭといった米国のＩＴ企業が開発を手がける超電導を使う方式よりも、量子の計算に必要な電子の状態を保ち続けやすく、半導体技術を生かせるため集積化が容易という。５年をメドに10量子ビットの試作機開発を目指す。成果はネイチャー・ナノテクノロジー（電子版）に掲載された。

　通常のコンピューターが扱うビットは０か１のどちらか一方を表すのに対し、量子ビットは０と１の「重ね合わせ状態」を表すことができ、より大量の計算ができる。ただ量子ビットを操作した際に、重ね合わせ状態がずれる特有のエラーが出る。エラーが増えると訂正するためにより多くの素子が必要になり、大きな課題となっている。

　研究チームは微小な磁石で磁場を発生させ、電子が磁石のような性質を示す「スピン」の向きを精密に制御するとともに、半導体に使うシリコンの余計な同位体を取り除くことで、量子ビットを高速に操作。99.9％以上という高い精度を実現した。

　理研の樽茶（たるちゃ）清悟グループディレクターは「シリコンを使って99.9％以上の精度に達したのは世界で初めてだ。量子コンピューターの開発加速につながる」と強調する。
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO24789470Y7A211C1...

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カライ氏は「量子コンピューターの量子ビットは相互に影響を受けやすいため、量子ビットが増えれば増えるほど1つのノイズが他の量子ビットに影響を及ぼす可能性が高くなる」といいます。そして、フーリエ解析によって量子コンピューターの計算における複雑な波形を単純な要素に分解し、量子ビットのノイズによる量子コンピューターへの影響を分析してみたとのこと。

その結果、カライ氏はノイズによってフーリエ変換後の波形で高周波の部分は打ち消され、ノイズが発生すると低周波の部分しか残らないことを突き止めました。「これはベートーヴェンで言えば、ベースは聞こえるがバイオリンやビオラは聞こえないのと同じです」とカライ氏は述べます。

そして、カライ氏はノイズを打ち消すための量子誤り訂正を量子コンピューターに付帯させることも、非常に困難であるとの結論に至ったそうです。「ノイズがある状態でも量子コンピューターが作れないことはないが、それは現存するコンピューターよりも低性能です」とのこと。
https://gigazine.net/news/20180212-against-quantum-...

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