Infleqtionは、JPMorgan Chaseと協力して、より効率的な量子誤り訂正手法の研究を加速するために設計されたオープンソースの量子ソフトウェアライブラリをリリースしました。qLDPCと呼ばれるこのライブラリは、コードに応じて論理量子ビットあたりに必要な物理量子ビットの数を10倍から100倍削減できる可能性のある高度な耐障害性符号化方式を実装しています。この成果は、量子コンピューティングにおける最も持続的なボトルネックの1つである、誤り耐性を実現するための過剰な量子ビットのオーバーヘッドに対処するものです。
qLDPCライブラリは、プログラム可能な量子ビットレイアウトを提供するInfleqtionの中性原子ベースの量子コンピューティングハードウェアに特に適した誤り訂正方式をサポートしています。このハードウェアとソフトウェアの協調設計アプローチにより、非常に空間効率の高い誤り訂正コードのクラスである低密度パリティ検査（LDPC）コードをサポートするための量子ビットの配置がより効率的になります。その結果、この新しいアプローチにより、論理量子ビットあたりの一般的な要件である約1,500個の物理量子ビットを15～150個にまで削減できる可能性があります。
このライブラリは、量子コミュニティ全体での協力を促進し、開発者や研究者が自身のプラットフォームにツールを適応させることを可能にするため、一般に公開されています。この取り組みは、Infleqtionが英国の国立量子コンピューティングセンター（NQCC）で進めている継続的な取り組みを基盤としており、スケーラブルでクロスプラットフォームな量子開発への同社のコミットメントを反映しています。
背景
量子コンピュータでは、物理的な量子ビットが環境の影響で誤りを生じやすいため、正確な計算を行うには複数の物理量子ビットで1つの論理量子ビットを構成し、誤りを検出・修正する必要があります。この際、必要な物理量子ビットの数が増えすぎると実用化の障壁となります。
記事で言及されている「低密度パリティ検査（LDPC）コード」は、非常に効率的な誤り訂正方式の一種です。従来の手法と比較して、論理量子ビット1つあたりに必要な物理量子ビットの数を大幅に削減できる可能性があります。具体的には、一般的な要件とされる約1,500個から15～150個へと減らすことが期待されています。
また、「論理量子ビット」とは、誤り訂正によって安定化された、実用的な計算を行うための単位を指します。一方、「物理量子ビット」はハードウェア上の実際の素子です。Infleqtionが開発したライブラリ「qLDPC」は、中性原子ベースのハードウェアの特性に合わせた配置を可能にし、このオーバーヘッドを10倍から100倍削減する手法を実装しています。
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2025年5月12日
