量子ハードウェア

量子ハードウェア

執筆済 量子計算ハードウェア

量子ビットを物理的に実装する方式。

主な方式の比較#

方式 量子ビット 長所 短所
超伝導 回路の非調和振動子 ゲートが速い（ns）、集積しやすい 極低温（mK）、T2 が短い
イオントラップ イオンの内部準位 誤り率が低い、全結合 ゲートが遅い（μs）、規模拡大が難しい
中性原子 原子の準位 配列の自由度、規模拡大 ゲート精度が発展途上
光子 偏光・経路 室温動作、通信と親和 光子どうしを相互作用させにくい
シリコンスピン 電子スピン 半導体製造技術を使える 発展段階

どの方式も一長一短で、勝者は決まっていない。

評価軸#

量子ビット数だけでは性能を測れない。

指標 意味
量子ビット数 規模
ゲート忠実度 1 回の操作の正確さ
コヒーレンス時間 どれだけ長く保てるか
接続性 どのビット間で 2 量子ビットゲートが打てるか
Quantum Volume 上記を統合した指標

接続性は見落とされやすいが実効性能に強く効く。 限られた接続だとSWAP の挿入で 回路が深くなり、誤りが積み上がる。

現状の位置づけ#

数百量子ビット規模の装置は存在するが、 誤り率が高く回路の深さが限られる（NISQ）。 誤り訂正された計算には 数百万の物理量子ビットが要ると見積もられており、 まだ大きな隔たりがある。

参考文献#