中国のスタートアップ企業Hefei Guizhen Chip Technology Co., Ltd. (硅臻芯片)は、University of Science and Technology of China (USTC)の中国科学院量子情報重点実験室に所属するRen Xifeng教授のチームと共同で、単一のシリコンフォトニックチップ上に16量子ビットの測定ベース量子計算（MBQC）システムを実証する研究を発表した。2026年8月のプレプリント（「On-chip generation of multi-qubit graph states with high-dimensional encoded single photons」）で詳述されたこの実験では、4つの探索対象にわたってGroverの探索アルゴリズムを実行し、平均識別確率98.7%を達成した。これはUniversity of Stuttgartが設定した従来の4量子ビットオンチップフォトニックMBQCベンチマークの80.8%（「Measurement-Based Quantum Computing on a Photonic Chip」）を上回る性能である。
複数の異なる単一光子源を絡み合わせようとする際に生じる指数関数的な同時計数率損失を克服するため、Guizhen ChipとUSTCのチームは高次元経路符号化を利用した。標準的なシリコン・オン・インシュレーター（SOI）プラットフォーム上で各光子を16の異なる導波路経路に経路指定することで、チップは光子1個あたり4レベルのキューディット（4量子ビットの量子情報を運ぶ）を符号化する。この4光子・16量子ビットアーキテクチャは、実行中の確率的多光子相互作用を回避する：
- 高次元圧縮：4光子が16量子ビットのGreenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）およびクラスターグラフ状態を運び、多光子同時計数要求をO(2^16)からO(2^4)に削減する。
- 真の多者間もつれ：もつれ目撃により、16の経路符号化量子ビットのうち10について真の多者間もつれが認証された。
- プログラム可能なMBQC層：4層のMach-Zehnder干渉計と熱光学位相シフターが、リアルタイム古典フィードバックループによって駆動される適応的単一量子ビット測定を実行する。
高次元経路符号化は多光子同時計数のボトルネックを回避する一方で、光子損失のペナルティを増幅する：単一光子を失うと、4量子ビットの状態情報が同時に消失する。このプレプリントは、実験的な伝送損失プロファイルともつれ目撃メトリクスを検証するため、正式な査読の対象となっている。検証されれば、高忠実度16量子ビットオンチップリソース状態生成は、世界のフォトニックハードウェア開発者が追求する融合ベース量子計算（FBQC）アーキテクチャにとって重要なコンポーネントレベルの実証となる。
Tech Timesのレポートはこちら、USTCの高次元符号化論文はarXivでこちら、University of StuttgartのMBQC研究はarXivでこちらを参照してください。
2026年8月11日
