IonQ の新しいバリウム装置が業界をリードする Qubit の読み出し性能を実証。2021年12月に発表されたバリウムシステムは、すでに優れた忠実度を実証しています。

状態検知の忠実度は他のすべての商用システムを凌駕し、今後のバリウムシステムにおけるアルゴリズムクビット(#AQ)の増加に貢献すると予想される。

米メリーランド州カレッジパーク、量子コンピューティングのリーダーである IonQ (NYSE: IONQ) は2022年3月3日、新しいバリウムベースの量子コンピュータの優れた状態検出精度を示す結果を発表しました。この結果は、正確で信頼性の高い量子コンピュータを実現するための重要な指標である状態準備・測定（SPAM）誤差を13分の1に低減したことを表しています。

量子ビット単位で見ると、1万回の計算で50回発生していた誤差が、IonQ ではわずか4回に減少しています。つまり、IonQ社のバリウム量子ビットは、99.5%の状態検知の忠実度を、業界最高レベルの99.96%まで高めているのである。

IonQ システムにおける量子ビットの読み出しのイメージ図。イオン量子ビットの状態を読み出すために、特別にチューニングしたレーザーを量子ビットに照射し、放出された光を測定する。(Photo: Business Wire)

金融から化学まで幅広い産業分野で量子コンピュータが継続的に採用されるためには、計算結果の精度が重要な鍵を握っています。量子コンピュータでは、アルゴリズム開始時の状態準備の不完全性、アルゴリズム実行時の量子論理ゲートの不完全性、結果を読み出す際の計測の不完全性の3つの方法でエラーが発生する。

量子コンピュータが精度を維持しながらスケールアップするためには、この3つの誤差をすべて軽減する必要がある。状態検知の誤差は、量子ビットが増えるごとに大きくなる。つまり、システムの規模が大きくなればなるほど、状態検知の精度を向上させることが、コンピュータが正確な結果をユーザーに提供するためにますます重要になるのである。

量子論理ゲートに欠陥がないと仮定しても、平均的なSPAMの忠実度が99％であれば、システムのAQは100程度に制限される。SPAMの忠実度が99.96％であれば、SPAMが制限要因となるまでにおよそ2000量子ビットが必要である。

今回の成果により、IonQ は商用量子コンピューティングプロバイダーの中で最高の状態検出精度を達成し、技術的なリードをさらに広げることができました。この高忠実度の状態検出は、IonQ の次期バリウムシステムのアルゴリズムによる量子ビット容量の向上にもつながると期待されています。

IonQ の共同創業者で最高技術責任者の Jungsang Kim 教授は、

私たちはすでに、トラップドイオンが他のどの量子コンピュータアーキテクチャよりも多くのアルゴリズムクビットを生成することを証明しています。

今日の発表は、私たちの新しいバリウム量子ビットがすでに忠実度を高める道を開いていることを示しており、IonQ が明らかにこの分野をリードしているもう一つの分野として、状態検出エラーの低減を追加しています。

と述べています。

2021年12月、IonQ は、バリウムイオンをシステムの量子ビットとして使用する計画を発表し、高度な量子コンピューティングアーキテクチャを可能にすると信じる利点の波をもたらしました。

その利点には、”低いエラーレート、高いゲート忠実度、優れた状態検出” が含まれると提案されました。今日のマイルストーンは、バリウムを使用することで、より良い状態検知とエラーの減少につながるという IonQ の信念を再確認し、さらに IonQ がバリウムを含む量子ビットを拡張していることを証明するものです。

先月、IonQ はパシフィック・ノースウェスト国立研究所（PNNL）との官民パートナーシップを発表し、これらのシステムを動かすバリウム量子ビットの持続可能で永久的な供給源を作り、将来のバリウムシステムのためのサプライチェーンを確保したことを発表しています。

IonQ はまた、当社の最新世代量子コンピュータである IonQ Aria の性能結果を発表しました。この20個のアルゴリズムクビットにより、アプリケーション指向の業界標準ベンチマークに基づく量子コンピュータとして業界で最も強力なものとなっています。IonQ チームは、バリウムへの移行により、将来のシステムでこのリードがさらに広がることを期待しています。