Jülich Supercomputing CentreのベンチマークがQuantinuum、IBM、IQMハードウェア全体で量子誤り訂正プリミティブを評価

2026年10月7日・1分間の読了時間

ドイツの Jülich Supercomputing Centre (JSC) の研究者らが発表したベンチマーク研究は、Quantinuum、IBM、IQM の10台の商用量子処理ユニット（QPU）にわたって、中間回路測定（MCM）、量子ビットリセット、動的フィードフォワード制御、スペクテーターアイドリングなどの主要な量子誤り訂正（QEC）プリミティブを評価しました。

「Evaluating the performance of QEC primitives on quantum processors at large width and depth」（arXiv:2610.05928）と題されたこの研究は、Linear-Ramp Quantum Approximate Optimization Algorithm（LR-QAOA）フレームワークを利用した低サンプリングのアルゴリズムベンチマークを導入しています。距離スケールされた表面符号、三角色符号、二変数自転車量子低密度パリティ検査（qLDPC）符号の相互作用と検査構造をアルゴリズムに直接マッピングすることで、研究者らは繰り返されるシンドローム抽出ラウンド中に蓄積される実効脱分極誤り率（λeff）を測定しました。

Jülich Supercomputing Centre QECプリミティブベンチマークの結果
QPUプラットフォーム/ベンダー	MCMオーバーヘッドと誤り率（λeff）	テストされた符号構造とスケール
• Quantinuum (Helios-1, H2-1)	• MCM誤り寄与は2量子ビットゲート誤り率に匹敵（λeff 約0.22%～0.49%）	• 色符号最大 d=11（91データ量子ビット）• 表面符号最大 d=9（81データ量子ビット）• qLDPC BB48（48データ量子ビット、1層あたり44 MCM）
• IBM Quantum (Heron & Eagle QPUs)	• Heron (ibm_boston) での世代間改善；MCM誤り率はベースラインの2量子ビットゲートの約10倍（λeff 約1.1%～3.2%）	• 表面符号最大 d=5（25データ量子ビット）• ibm_phoenix での論理メモリ実行に対する検証（ρs 約0.83～0.88）
• IQM Quantum (Emerald, Garnet)	• 条件付き制御とルーティング制約により、2データ量子ビットチェーンを超えると信号減衰が加速	• 1次元MCMチェーンと最小三連構成

調査結果によると、Quantinuumのイオントラップシステムは、テストされたQECプリミティブ全体で総合的に最強の性能を示し、98物理量子ビットにわたって1層あたり45回のMCM操作を必要とする91データ量子ビットの三角色符号でアルゴリズム信号の明瞭さ（r = 0.733）を維持しました。さらに研究者らは、ibm_phoenix での11パッチ表面符号（d=3）メモリ実験でベンチマークを検証し、低ショットLR-QAOAメトリックと実際の論理誤り生存確率（PL）の間に高い相関（ρs = 0.83～0.88）を確立しました。

完全なプレプリント原稿はarXivでこちらからご覧いただけます。

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