中國內(nèi)外の科學(xué)者、量子誤り訂正の「完璧なコーディング」を?qū)g現(xiàn)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)が24日に明らかにしたところによると、同大の潘建偉氏、朱暁波氏、陳宇翺氏のチーム、清華大學(xué)の馬雄峰氏のチーム、オックスフォード大學(xué)などの機関の科學(xué)者らは超伝導(dǎo)量子ビットを用い、5量子ビット誤り訂正符號の実験と模索を行い、超伝導(dǎo)量子システムで超伝導(dǎo)量子ビットによる量子誤り訂正の実行可能性を検証した。同研究成果はこのほど「National Science Review」に掲載された?？萍既請螭瑏护à?。

広い障害許容力を持つ量子計算を?qū)g現(xiàn)する上で鍵となるのが量子誤り訂正だ。量子誤り訂正における重要な一里塚は、シンプルな物理量子ビットより優(yōu)れたロジック量子ビットの誤り訂正の実現(xiàn)だ。今後10年にわたり、汎用量子誤り訂正符號の実現(xiàn)が引き続き最大のチャンレンジと難題だ。

研究者はまず超伝導(dǎo)量子ビットの専門的な実験最適化を行い、100以上の量子ゲートを?qū)g現(xiàn)した。5量子ビット誤り訂正符號の実現(xiàn)に用いられる設(shè)備は、12ビット超伝導(dǎo)量子プロセッサだ。この12量子ビットの中から、研究者は5つの隣り合う量子ビットを選び実験を行った。これらの量子ビットは容量性カップリングによって最も近いビットと結(jié)合したものだ。詳細な校正と対ゲートパラメータの最適化により、1ビットゲートの平均忠実度を0.9993、2ビットゲートの平均忠実度を0.986とした。1量子ビット回転ゲートと2量子ビット制御フェーズゲートを使用するだけで、研究者はロジック態(tài)のエンコーディングとデコーディングを?qū)g現(xiàn)した。

これを踏まえた上で、研究者は理論上、コーディングプロセスをコンパイル?最適化し、最も近くの隣り合う制御フェーズゲートの數(shù)を8に減らした。最終的に機能が揃った5ビット誤り訂正符號の基本的な構(gòu)成部分を?qū)g現(xiàn)した。汎用ロジック量子ビットコーディングを誤り訂正符號とした。研究者はその後、任意の1ビットエラーやロジック態(tài)のロジックゲートの操作など誤り訂正符號の鍵となる特徴について検証し、いわゆる「完璧なコーディング」を?qū)g現(xiàn)した。（編集YF）

「人民網(wǎng)日本語版」2021年3月25日