第3の量子コンピューター、日本勢が快挙世界最速の2量子ビットゲートを実現「冷却原子」方式、2

第3の量子コンピューター、日本勢が快挙世界最速の2量子ビットゲートを実現

「冷却原子」方式、2030年にも事業化へ

日経クロステック／NIKKEI Tech Foresight

量子コンピューターの性能向上につながる技術開発が進んでいる。分子科学研究所（愛知県岡崎市）教授の大森賢治氏らの研究グループは、

「第3の量子コンピューター」として注目される冷却原子型で、

ノイズの影響を抑える技術を確立した。

日本勢は冷却原子型でレーザー技術を強みに先行

しており、

大森氏らは2030年にも事業化を目指す。

　大森氏らは、

冷却原子型で世界最速の2量子ビットゲート（基本演算要素）操作を実現した

（図1）。

長年の課題だったノイズに影響されにくい量子コンピューターの開発につながる技術だという。

同氏らが開発した冷却原子型量子コンピューターは、

極低温に冷却した2つの原子をµm（マイクロメートル）レベルに近づけ、

特殊なレーザーを当てて操作するもの。

10ピコ秒（1000億分の1秒）だけ光る超高速のパルスレーザーを使うことで、

6.5ナノ秒

で動作する世界最速の2量子ビットゲート（制御ゲート）を実現できる。

これは、ノイズの時間スケールより2桁以上速いため、ノイズの影響をほぼ無視できる。

図1　2量子ビットゲートの概念図

光ピンセット（赤い光）で捕捉した原子2個に、特殊なレーザー光（青い光）を当てて操作する（出所：分子科学研究所富田隆文特任助教）

[画像のクリックで拡大表示]

　「これまでは米Google（グーグル）が

2020年に超電導方式で実現した

15ナノ秒のゲート時間が最速だった」（分子科学研究所）

ため大幅な短縮化になる。

現在、世界ではさまざまな量子コンピューターの研究開発が進められているが、

ノイズなどに起因する「量子誤り」が生じやすく、

正確な計算ができないという共通の課題がある。

今回の成果は将来、

計算精度の高い量子コンピューターの実現に役立ちそうだ。

開発が先行している超電導方式や

イオントラップ方式の限界を突破できると、

多くの投資家も注目する