NTT株式会社と立命館大学は、分散型量子コンピュータで鍵となるチップ間量子操作の成功確率限界を、高速かつ高精度で算出する新手法を開発しました。量子チップ間をつなぐ量子もつれはノイズで劣化し、操作の失敗を招きますが、本手法は代数幾何に基づき無数の実現方法を分類して探索することで、従来法より10倍以上高精度、100倍以上高速に限界を計算します。量子ゲートの種類やチップ構成、ノイズの違いに広く対応し、光量子方式にも適用できるとされます。さらに、チップをまたぐ幅広い量子操作で成功確率を100％にするには最高品質の量子もつれが必要であることを理論的に示し、性能限界の統一的理解に資する成果とされています。本成果はLetters in Mathematical Physicsに掲載され、科学技術振興機構のムーンショット型研究開発事業の支援を受けています。
手法の核は、探索空間を小要素に分解して個別に調べ、段階的に近似精度を高める戦略にあります。これにより、問題ごとに計算方法を作り直す必要を減らし、限界曲線の存在範囲を効率よく絞り込めます。今後は実デバイス条件を反映した計算と実験検証により、目標性能に必要な量子もつれの品質、適切なチップ構成や接続方式の事前見積もりが可能になる見通しです。資源の無駄や再試行を抑え、量子計算全体の信頼性と実行効率の向上が期待されます。研究体制はNTT株式会社が理論構築とプログラム実装、結果分析を担い、立命館大学の大坂博幸教授が数学的厳密性を補強しました。
詳しくは「NTT株式会社」の公式ページまで。レポート／DXマガジン編集部
