量子ソフトウェアプロバイダーのQuantum Elementsは、IBM Qiskit Functions Catalogにおいて、Qiskit Functionとしてアクセス可能な高度なエラー抑制ツールOrbitをリリースした。量子開発者向けにノイズ管理を効率化するよう設計されたOrbitは、IBM Quantum Networkのメンバーに対し、実稼働プロセッサ上での回路実行忠実度を向上させる自動化された低オーバーヘッドのスイートを提供する。このツールは、回路ごとの手動ノイズチューニングの必要性を排除し、企業エンジニアリングチーム、アルゴリズム研究者、学術研究者が割り当てられた量子ランタイムからより大きな計算価値を引き出すことを可能にする。
Orbitの核心は、3つの補完的な性能向上技術を単一の呼び出し可能なワークフローに統合している点である:動的デカップリング、ハードウェア対応トランスパイレーション、測定エラー緩和。不透明なブラックボックスとして機能するのではなく、プラットフォームは透明な開発環境を提供し、ユーザーは特定の最適化制御を個別に有効化または無効化して、それぞれの影響を評価できる。システムは事前キャリブレーション実行、追加のショットオーバーヘッド、あるいは実行コストを増大させコンパイル時間を延長することの多い大規模な古典的後処理を必要とせずに、送信された回路を直接修正する。
Orbitの主要な技術的差別化要因は、動的回路および回路中測定とのネイティブ互換性であり、これらは耐障害性量子コンピューティングにとって重要な構成要素である。回路中読み出しと条件付きフィードフォワード操作は、参加していない量子ビットが環境デコヒーレンスに非常に影響を受けやすい実質的なアイドルギャップを生じさせる。Orbitは、自動化された高次動的デカップリングシーケンスを挿入することでこれらの特定のスケジューリングギャップを対象とし、従来の静的回路エラー緩和技術が不十分な動的実行中に、脆弱な量子状態を保護する。
IBM Quantumプロセッサ上でのハードウェアベンチマークは、複数のアルゴリズムタイプにわたって大幅な性能向上を示している。ibm_aachenデバイス上での動的量子フーリエ変換評価では、保護されていない回路は15量子ビットでほぼゼロの忠実度に崩壊したが、Orbitを適用することで15量子ビットで50%、20量子ビットで29%のプロセス忠実度を維持した。同様に、156量子ビットのibm_kingstonプロセッサでのBernstein-Vaziraniベンチマークでは、生の実行は26量子ビットを超えて失敗したが、Orbitの完全なワークフローは70量子ビットでターゲットの隠されたビット列を成功裏に回復した。
静的および動的アルゴリズムを超えて、Orbitはエラー抑制と量子エラー検出プロトコルを組み合わせることにより、耐障害性運用レジームへのノイズ保護を拡張する。[[4,2,2]]量子エラー検出コード下で2つのもつれた論理量子ビットを準備する論理レベル実験では、エラー検出のみでは論理Bell状態忠実度が数十マイクロ秒にわたって44%まで減衰したが、エラー検出とOrbit保護を組み合わせることで論理忠実度を95.3%で維持した。これらの機能をIBM Qiskitインフラストラクチャに組み込むことで、Quantum Elementsは化学、最適化、金融モデリング、暗号化にわたって量子アルゴリズムをスケールさせるアクセス可能な道を提供する。
公式のQuantum Elementsアナウンスメント、詳細な動的QFTベンチマーキングブログ、IBM Qiskit Functions Catalog Hub上の技術実行パラメータ、およびOrbitデベロッパーガイド&APIリファレンスを参照されたい。
2026年7月25日
