ニュースリリース概要
シリコン量子コンピュータの実用化に向け、大規模集積に適した新たな量子ビット制御方式を提案
さらに、分子科学研究所との共同研究により、量子オペレーティングシステムの開発を加速
株式会社日立製作所(以下、日立)は、シリコン量子コンピュータの実用化をめざし、量子ビット*1を効率よく制御可能な「シャトリング量子ビット方式」を提案し、その効果を確認しました。量子コンピュータの実用化には、100万量子ビット以上の大規模集積化と、その上での誤り訂正*2の実現が鍵になると言われています。日立が研究開発を進めるシリコン量子コンピュータは、現時点で開発が先行している超伝導型と比較して大規模化に有利とされていますが、量子ビットは一般的に固定した場所に設置され、全ての量子ビットに演算・読出し回路を接続する必要があることや、隣接する量子ビットの間でクロストーク(エラー)が発生すること等が大規模集積化を阻む要因となっていました。
この度提案するシャトリング量子ビット方式では、演算・読出しなどの制御を行う領域をあらかじめ設定し、その間で量子ビットを自由に移動させることが可能となります。これにより、全ての量子ビットに演算・読出し回路を接続する必要がなくなり、シリコン素子の配線構造を簡略化するとともに、隣接する量子ビットを退避させて演算を行うことで、クロストークの影響も抑制することができます。
日立はさらに、本成果を含む量子コンピュータの制御に適した「量子オペレーティングシステム」について、大学共同利用機関法人自然科学研究機構分子科学研究所(以下、分子科学研究所)の大森賢治教授らの研究グループとの共同研究を開始しました。本共同研究を通じて、大規模集積化に向けた研究を加速し、量子コンピュータの早期実用化をめざします。
*1 量子ビット: 量子コンピュータで利用される情報の最小単位。量子力学の重ね合わせの原理を利用して、0と1が重なり合った状態を表現することが可能。
*2 誤り訂正: 量子計算の過程で発生する誤りを訂正する技術。一つの論理量子ビットを複数の量子ビットで表現し(冗長化)、その冗長量子ビットを利用して誤りを検出・推定する。
