IBM量子コンピュータによる1次元Fermi-Hubbard模型のStark多体局在シミュレーション
量子コンピュータで電子の動きを記述する1次元フェルミ・ハバードモデルを12量子ビットで再現し、回路最適化により2量子ビットゲート数を約88%、回路の深さを約87%削減しました。実機…
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。
スパースなデータへの量子アクセスに必要な「Tゲート」数の最適値を決定——QROMから状態準備・ブロックエンコーディングまで
疎なデータへ量子アクセスするQROMについて、Tゲート数の最適な上下限 Θ(√(sm) + √(sn)) を証明した理論研究。アドレス空間の大きさではなく、非ゼロ要素数sとデータ長…
時間的並列性を活用した低遅延な量子誤り訂正デコーダの設計——QEC処理の高速化に挑む
本論文は、Union-Findアルゴリズムを用いたサンドイッチデコーディングに時間的並列性を取り入れた量子誤り訂正デコーダのマイクロアーキテクチャを提案し、ASIC実装として評価し…
量子トポロジカルデータ分析を「実用的な特徴抽出」へ：IonQらがfMRI・金融時系列への応用と実機検証を提示
IonQらの研究チームが、量子トポロジカルデータ分析を厳密なベッチ数推定ではなく実用的な特徴抽出手法として再定義した論文。組合せラプラシアンの低次モーメントを用いる量子アルゴリズム…
モジュラー量子コンピュータの「つなぎ目」ノイズは10倍まで許容可能——分散型誤り訂正の実現性を定量評価
モジュラー方式の量子コンピュータにおいて、モジュール間の接続部（インターフェース）はQPU内部より約10倍高いノイズまで許容でき、耐障害性のしきい値低下もわずかであることを回路レベ…
整数フラクソニウムで実現する「消去エラー検出」——追加素子なしで誤りの発生位置を見える化
整数フラクソニウム量子ビットを使い、|g⟩と|f⟩に情報を、|e⟩にエラーの印を割り当てることで消去エラー検出を実証した研究。追加素子なしで計算途中のエラーチェックを可能にし、検出…
フラクソニウム量子ビットで3量子ビット演算を一発実現──マイクロ波駆動カプラーによるネイティブCCZゲート
フラクソニウム量子ビット2個をマイクロ波駆動トランスモンカプラーで結合し、トフォリゲート相当の3量子ビット操作（CCZゲート）を65ナノ秒・忠実度99.39%でネイティブ実現した。…
古典的な答え合わせができなくても量子計算を信頼できるか——「独立検証」の枠組みを提案
古典コンピュータでは正解を計算できない領域で、量子コンピュータの計算結果をどう信頼するかという課題に対し、絶対的な正解に頼らず内部整合性やノイズモデルの検証を通じて信頼性を確立する…
IBMら、検証可能な高フィデリティで「難しい回路」をサンプリング——量子優位性の実証に新手法
IBMの研究チームらが、古典計算では困難なサンプリングを高いフィデリティかつ検証可能な形で実行する「構造化回路」を提案。70量子ビット・深さ70の回路を量子符号に組み込み、エラー率…
AIが実用的な量子誤り訂正符号を自動発見——「OmniQEC」が既存の有力符号を上回る
大規模言語モデル（LLM）を司令塔として量子誤り訂正符号を自動発見するシステム「OmniQEC」が提案された。速い探索と厳密な回路評価を組み合わせることで、実装条件下で既存の有力な…
実配備の中空コアファイバー網で量子テレポーテーションを実証――古典通信との共存に成功
中国・成都市に実際に敷設された中空コアファイバー（HCF）による都市内3ノードのネットワークを用い、古典通信と同一回線を共有しながら量子テレポーテーションの実証に成功した研究。HC…
NVIDIA CUDA-QとIQM実機で40量子ビットへ ― EUVフォトレジスト化学に挑む量子計算パイプライン
NVIDIAのCUDA-Qを基盤に、GPT-2を応用したGQEと量子選択配置間相互作用（QSCI）を連結し、EUVフォトレジスト材料の量子化学計算を最大44量子ビットへスケールさせ…
IBM量子コンピュータで実証：誤り検出符号による量子シミュレーションの精度向上
IBMの超伝導量子コンピュータibm_bostonで、アイスバーグ符号を用いた部分的耐障害の量子シミュレーションが、符号なしの場合よりイジング模型の局所観測量の推定精度を向上させる…
誤り緩和で量子コンピュータを「科学計測器」に：74量子ビットで前熱的フロケ振動を高精度観測
量子コンピュータ上で、周期的に駆動される量子多体系の前熱的ダイナミクスを高精度に観測し、最大74量子ビットで振動が熱力学極限でも残存する証拠を得ました。誤り緩和ソフトウェアにより1…
1ノードに核スピン1個だけ——「蒸留いらず」で実現する耐障害性分散量子計算
分散量子計算のボトルネックだったノード間通信のエラーを、意図的に位相エラーへ偏らせ、それを測定の繰り返しで抑える設計により、従来必須だった「蒸留」を不要にする手法を提案。ノードあた…
原子核を量子コンピュータで解く：耐障害性アルゴリズムの初のリソース見積もり
本論文は、原子核の構造を耐障害性量子コンピュータで計算するためのアルゴリズムを構築し、必要な計算資源（Toffoliゲート数・量子ビット数）を初めて具体的に見積もった研究です。³²…
中性原子量子コンピュータの実用化ロードマップ：ハードウェアから分散計算まで包括的戦略を提示
中性原子方式の量子コンピュータについて、実用的な量子優位性の達成を目標に、ハードウェア開発（規模拡大・高速読み出し・集積フォトニクス制御）と理論（誤り訂正・回路コンパイル・分散量子…
散逸とFloquet制御を組み合わせて遠隔論理量子ビットのもつれを安定化する新プロトコル
シカゴ大学のClerk教授らが、連続的な散逸と周期的ユニタリーゲートを組み合わせたFloquet散逸プロトコルを提案し、遠隔論理量子ビットのもつれを安定化する新手法を示した。従来の…
77量子ビットの量子化学実験を古典計算で数十秒で再現—ユニタリークラスターJastrow回路の効率的古典シミュレーション
研究チームは、量子化学で広く使われる単層ユニタリークラスターJastrow回路のエネルギーを多項式時間で計算できる古典アルゴリズムを提案した。これにより、富岳を用いた77量子ビット…
同じ種類のイオンで冷却する新手法——マイクロ波駆動で光学系を簡素化するイオントラップ量子計算技術
研究チームが、イオントラップ量子計算で従来2種類のイオンを要した共感冷却を、同一種のカルシウムイオンで実現する手法を提案・実証した。マイクロ波制御でイオン操作とサイドバンド冷却を行…
偏ったノイズを持つ量子ビットを最大限に活かす耐障害性の道筋——「誤りの階層」を利用した効率的な量子誤り訂正
位相フリップが頻繁でビットフリップが稀という『バイアスノイズ』を持つ量子ビットについて、利用可能な操作ごとに耐障害性プロトコルを体系的に整理したレビュー論文。バイアス保存CXゲート…
量子カーネル法の弱点を克服する「McQuack」——学習可能・多クラス対応・線形スケーリングを実現
McQuackは、量子カーネル法の3つの弱点（データ数に対する2乗の計算量、固定カーネル、多クラス非対応）を、クラス代表点との学習可能な類似度計算に置き換えることで克服する手法です…
アナログ論理回転ゲートの誤りを抑える新技術「バランス融合」——早期耐障害性量子計算への一歩
AWSの研究者らが、早期耐障害性量子計算で用いる論理回転ゲートの誤りを O(pφ) から O(pφ^1.5) へと改善する「バランス融合」技術を提案した。コヒーレント誤差の蓄積を精…
シンドロームだけを機械学習し、量子誤り訂正の信頼性を高める新手法
デコーダの内部情報を使わず、誤り検出時に得られるシンドロームだけを機械学習して量子誤り訂正の不確実な実行を選別する新手法を提案。Gross符号・表面符号のシミュレーションとQuEr…