Photonic社は、量子低密度パリティ検査（QLDPC）ファミリーにおける新しいエラー訂正コードセットの導入により、量子コンピューティングにおける重要な進展を発表しました。SHYPSコードと呼ばれるこれらの新しいコードは、従来のサーフェスコードアプローチと比較して、はるかに少ない量子ビット（キュービット）を使用して、量子計算とエラー訂正の両方を効率的に実行できます。この進歩により、実用的な量子コンピューティングへの道のりが大幅に加速される可能性があります。
20年前に導入されたQLDPCコードは、サーフェスコードに代わる有望な選択肢を提供しましたが、量子論理を効率的に実行するには突破口が必要でした。Photonic社の新しい論文「Computing Efficiently in QLDPC Codes」は、SHYPS（Subsystem HYpergraph Product Simplex）QLDPCコードを使用して計算を行う方法を実証し、QLDPCコードが約束する効率性の向上を達成し、商業的に有用な量子アプリケーションへの道を開きました。
Global Quantum Intelligenceの主任アナリスト、David Shawは「これは真に重要なマイルストーンです。量子分野は今後、これらの新しいコードを実行できるハードウェアを持つ者と持たない者に分かれることになるでしょう。社内でコードイノベーションに必要な希少なスキルに投資する企業と、早期追随者を目指す企業との間で競争が起こるでしょう。より良いコードを確立する上で、論理の実装が常に困難な部分に見えていましたが、この新しい研究はそれを見事に解決しました」とコメントしました。
Photonic社のチーフ量子オフィサー、Stephanie Simmonsは、高性能QLDPCコードの実現が量子エラー訂正研究の主要な目標であり、新しいSHYPSコードはサーフェスコードと比較して最大20倍少ない物理的キュービットですべての量子アルゴリズムを実行できると述べました。これにより、これまで量子コンピューティングの実現に長期の予測を必要とした原因となっていたオーバーヘッド要件が削減されます。
このコードはまた、高速な計算と高速なエラー訂正時間を提供し、よりシンプルなエラーデコード回路を可能にします。さらに、SHYPSコードはシングルショット特性を持ち、これは1回の測定のみを必要とすることを意味します。これらの特徴により、ユーザーの回路を実行するのに必要な時間が大幅に短縮されます。
一部の量子コンピュータの実装では、キュービットが隣接する4つのキュービットにのみ接続されるグリッド状のトポロジーを使用しています。これらのアーキテクチャは、そのようなトポロジーで動作するサーフェスコードの使用を必要とします。しかし、Photonic社のキュービットアーキテクチャは、QLDPCコードの利点を実現するために必要な非局所的な接続を持つより高レベルの接続性を提供します。
これらのコードは広範なシミュレーションで成功裏にテストされ、論理が実践的に機能することが示されています。しかし、Photonic社は、実証済みの指数関数的な優位性を持つアルゴリズムの最適なエンコード実装を実現するため、このアプローチの最適化を継続して行っていく予定です。
2025年2月11日
