量子コンピューティング企業Quantinuumは最近、画期的なGoogleコンピューターの成果を100倍も上回る性能を持つという量子コンピューターを発表した。
2019 年の Google の結果では、線形クロスエントロピー ベンチマークと呼ばれる特定のテストを使用して、量子コンピューターが最先端の通常の (または従来の) コンピューターよりも優れた性能を発揮する量子超越性を実証しようとしました。
量子コンピュータとはいったい何でしょうか ?
量子コンピュータは量子ビット上で動作します。量子ビット（略してキュービット）は、通常のコンピュータビットと似ていますが、0と1の両方の値を同時に取ることができるという点が異なります。この量子的な性質のおかげで、量子コンピュータは古典コンピュータよりも速く、問題に対するより多くの解法を検討することができます。最終的には、量子コンピュータは古典コンピュータでは解けない問題を解けるようになると予想されています。
しかし、量子コンピュータは普通のコンピュータとは見た目が異なります。なぜなら、量子コンピュータの量子ビットは多くの場合、過冷却された原子が配列されているからです。原子は極度に冷却されると量子状態になります。量子ビットのいずれかの値が確定した瞬間、量子状態はデコヒーレンスし、量子演算は崩壊します。そのため、現状の量子コンピュータは、専用の研究室や実験室でのみ利用されています。
Quantinuum 量子コンピュータは何を実現しましたか?
Quantinuum コンピュータは、最先端の従来のスーパーコンピュータで約 10,000 年かかるタスクを約 200 秒で実行した、2019 年の Google の Sycamore プロセッサの重要な成果を上回りました。
この結果を達成するために、QuantinuumチームはH2-1プロセッサを32量子ビットシステムから56量子ビットシステムにアップグレードし、計算能力を大幅に向上させました。Quantinuumの発表によると、同社の量子コンピュータは、従来のコンピュータで同じ演算を実行する場合と比べて約3万分の1の電力でアルゴリズムを実行しました。
重要なのは、Quantinuumコンピュータがクロスエントロピーベンチマークで新記録を達成したことです。クロスエントロピーベンチマークは、異なる量子コンピュータの性能を比較するために使用される指標です。このベンチマークは量子システムの性能を測定します。システムのノイズが多いほど、結果は悪くなります（1よりも0に近くなります）。Googleの2019年のクロスエントロピーベンチマークのスコアは約0.002でしたが、H2-1のスコアは約0.35でした。「XEB実験に関する過去の発表とは対照的に、35%という結果は、量子コンピュータの計算上の優位性が明確に見える理想的な100%忠実度の限界に向けた大きな一歩です」とQuantinuumのリリースは述べています。チームの研究は現在、プレプリントサーバーarXivで公開されています。
量子コンピュータは他に何ができるのでしょうか?
量子コンピュータは、情報の未来、つまり人々がデータを保存・移動し、新たな情報を計算する方法のテストベッドです。昨年、別の研究チームが、量子コンピュータがタイムトラベルによく似た方法で計算を実行できることを示しました。
「我々が説明する実験は、通常の時間の矢に従う標準物理学（量子物理学ではない）では解くことが不可能に思えます」と、ケンブリッジ大学の量子物理学者でこの研究の筆頭著者であるデイヴィッド・アーヴィッドソン＝シュクル氏は当時、ギズモードに語った。「つまり、量子もつれは、事実上タイムトラベルのように見える事例を生み出す可能性があるようです。」
前年、別のチームが量子ワームホール（量子情報が瞬時に移動できるポータル）の作成に成功したと主張した。
クォンティニウムもニュースで話題になりました（しゃれではありません）。2022年には、クォンティニウムのコンピューターを使用したチームが、フィボナッチ数列を読み取るレーザーを量子ビットに照射することで、物質の新たな相を作り出すことに成功しました。
量子コンピューティングは、古典物理学の域を超えた領域を利用して複雑な計算を行うという、あまりにも奇妙な発想から、SF小説のように聞こえることもあります。しかし、システムは進化を続け、その応用範囲は多岐にわたります（中には夢物語に近いものもありますが）。今のところは研究の域を出ていませんが、量子コンピューターは今日、ゆっくりと未来の世界を創造しつつあります。
