1万光子を超えるチップスケール時空間多重ガウスボソンサンプリングプロセッサ
薄膜ニオブ酸リチウムチップ上に高速電気光学変調器、オンチップ遅延線、時空間多重干渉計ネットワークをモノリシック集積し、4GHzクロックで動作する初のチップスケール時空間多重GBSシ…
論文解説
arXivに公開された量子コンピュータの論文を読み解いた記事の一覧です。
87Rb-171Ybリュードベリ原子間の交換支援型エンタングリングゲート
ゼロ電場で光学的にアクセス可能なS+S↔P+Pフェルスター共鳴を利用し、二種の中性原子アレイ（ルビジウムとイッテルビウム）間で高速な交換相互作用を実現した。整形光パルスにより0.3…
中性原子の「原子ロス」を織り込んだ耐障害量子計算アーキテクチャ、論理エラー率を2桁改善
中性原子の量子コンピュータで主な誤り源となる「原子ロス」を、固定の値ではなくプログラム全体で使い切る予算として扱う設計を提案した論文。配置・コンパイル・復号を一体で設計し、1ラウン…
光円錐を超える耐性：IBMがダイナミック回路の誤り検出付きプリミティブを実証
中間測定と古典フィードフォワードを用いるダイナミック回路は定数深さで長距離エンタングルメントを生成できるが、測定数とフィードフォワード遅延に伴う誤りが性能を損なう。本論文は、ファン…
ハードウェア方式を横断する耐障害性コンパイル基盤：光・超伝導・中性原子で量子化学計算の資源を比較
量子コンピュータの実行にはハードウェア方式に応じたコンパイルが不可欠ですが、方式間の比較が難しい問題がありました。本研究では共通のフレームワークを提案し、量子化学計算ではおよそ1万…
量子機械学習が学習できなくなる条件が、1本の式にまとまった——不毛な台地の統一理論
2024年のRagoneらによる不毛な台地の統一理論を再現しました。損失のばらつきが「初期状態の項×観測量の項÷リー代数の次元」で書けるという主結果を、3量子ビット・40層で確認し…
Grover・位相推定・HHLが1つの枠組みに収まる——量子特異値変換を再現
2021年のQSVT（量子特異値変換）による統一を再現しました。主要な量子アルゴリズムは「行列に多項式を当てる」という同じ操作で、違うのは使う多項式だけだという主張です。時間発展が…
トロッター誤差の理論を再現——実測2.26274、理論2.26274。相対誤差5.6e-7
2021年のChildsらによるトロッター誤差の理論を再現しました。誤差の先頭係数が交換子ノルムの半分になるという主結果が、実測2.26274・理論2.26274・相対誤差5.6e…
隠された文字列を1回で当てる——古典がn回かかるところを、量子は1回・確率1で
1993年のBernstein-Vaziraniを厳密に再現しました。nビットの隠れ文字列を、古典がn回の質問を要するのに対し、量子は1回・確率1で復元します。n=3から6まで乱数…
2次元イオン結晶で周波数多重による並列非局所ゲート、qLDPC符号の実装に道
清華大学のDuanらのグループは、イオンを物理的に輸送する代わりに周波数多重化を用いて、2次元イオン結晶上で複数の非局所2量子ビットゲートを並列実行する手法を提案した。断熱条件によ…
振幅推定を再現——古典が100万回かかる精度を、1,000回で出す
2000年のBrassardらによる振幅推定を厳密に再現しました。Groverで回し、位相推定で角度を読む合成です。確率0.1516を誤差0.0008で回復し、精度0.001を出す…
量子位相推定を再現——量子ビットを1つ足すごとに、誤差がちょうど半分になる
1995年のKitaevによる量子位相推定を厳密に再現しました。ぴったり表せる位相は確率1.0で、そうでない場合も最寄りの値に0.876の確率で当たります（理論の下限は4/π²≒0…
わざとノイズを増やして逆算する——誤差0.0612が0.00087へ、約70倍の改善
誤り抑制の道具Mitiq（2022年）の中核、ユニタリ・フォールディングによるゼロノイズ外挿を再現しました。回路をわざと長くしてノイズを3段階に増やし、そこから外挿したところ、誤差…
500量子ビットを0.38秒で——古典で真似できる範囲が、量子の優位の境界を引く
誤り訂正研究の標準シミュレータStim（2021年）が土台にするタブローの仕組みを再現しました。500量子ビットのGHZ状態を0.38秒で測定でき、状態ベクトルなら2の500乗が必…
Simonのアルゴリズムを再現——隠れた周期を、古典の2^(n/2)回に対しn回で当てる
1994年のSimonのアルゴリズムを厳密に再現しました。測定で出る値が必ず隠れ周期と直交し、y·s=1になる値は確率0であることを確認しました。n=3から6まで周期を完全に復元し…
HHLを再現——「指数加速」には条件が付く。条件数を2から16にすると成功率が0.616から0.553へ
2009年のHHL（連立一次方程式の量子アルゴリズム）を厳密に再現しました。A⁻¹|b⟩を忠実度1.0で再現し、条件数κを2から16に上げると成功確率が0.616から0.553へ下…
量子テレポーテーションを再現——2ビットを送らないと、忠実度1.0が0.5まで落ちる
1993年の量子テレポーテーションの原典を厳密に再現しました。任意の状態を忠実度1.0で転送できますが、普通の通信路で送る2ビットの補正を落とすと1.0→0.83→0.57→0.5…
暗号通貨の鍵を破るのに必要な量子ビットが数えられた——論理1,200個・物理50万個・実行数分
Google Quantum AI・Ethereum Foundation・スタンフォード大学の研究者らが、256ビット楕円曲線離散対数問題をShorのアルゴリズムで解くのに必要な…
Shorのアルゴリズムで15を3×5に分解——ただし「RSAに何量子ビット要るか」は分かりません
1994年のShorのアルゴリズムを端から端まで動かし、15・21・35を実際に素因数分解しました。量子位相推定で位数を求め、連分数と最大公約数で因数を出しています。ただし掛け算の…
Groverの検索を再現——理論式と誤差3.4e-15で一致、ただし回しすぎると0.945が0.012に落ちる
1996年のGroverのアルゴリズムを手元で厳密に再現しました。回路の成功確率が理論式と最大誤差3.4e-15で一致し、必要な回数の増え方はN^0.5001（＝√N）でした。ただ…
量子が古典を初めて上回った証明を再現——513回かかる判定が、1回で確実に決まる
1992年のDeutsch-Jozsaアルゴリズムを手元で厳密に再現しました。定数か均等かの判定に古典は最悪513回（n=10）かかりますが、量子は1回で確実に決まります。定数で全…
QAOAの原典を手元で再現——深さを1から3に上げると67%が99.9%になった
組合せ最適化の定番QAOAの原典（Farhiら2014年）を、当サイトで再現しました。K6のMaxCutで、回路の深さpを1から3に上げると最適解の確率が0.671から0.9987…
超伝導共振器で「非調和ポテンシャル」をプログラム——3次位相ゲートから二重井戸・モースポテンシャルまで単一ハードウェアで実現
超伝導回路で、設定変更だけで様々な非調和ポテンシャルを作り出す手法を実証した。三次位相ゲートや二重井戸、モースポテンシャルを単一の装置で実現し、ポテンシャルの形を検証する方法も示し…
しきい値以下の誤り訂正を手元で検証——Googleの主張のうち、装置に依らない部分は成り立った
Googleが2024年にNatureで報告した「表面符号のしきい値以下」の主張を、当サイトで再現しました。105量子ビットの実機は再現できませんが、反復符号と時空間マッチング復号…