中国が記録的な高速量子コンピュータを開発

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中国の最新量子コンピュータは、超複雑な問題を100万分の1秒で解くことができ、これは世界最速のスーパーコンピュータよりも200億年速い。

合肥にある JiuZhang 量子コンピューターの最初のバージョン。写真：新華社 — 合肥にある JiuZhang 量子コンピューターの最初のバージョン。写真：*新華社*

10月10日にPhysical Review Letters誌に掲載された研究によると、九張3号のプロトタイプは、同シリーズの前身機の記録を100万倍も上回る計算速度を達成した。サウスチャイナ・モーニング・ポスト紙によると、研究チームは、安徽省合肥市にある中国科学技術大学の国家量子研究プログラムの主任科学者、潘建偉氏が率いる。

古代の数学書にちなんで名付けられた最初の九章マシンは、パン氏のチームによって2020年に構築されました。このコンピューターシリーズは、光速で移動する微小粒子である光子を計算媒体として用います。各光子は量子情報の基本単位である量子ビットを保持しています。パン氏と彼の同僚は、最初の2つのバージョンで光子の数を76個から113個に増やした後、最新バージョンでは255個に到達しました。

研究チームは、ガウスボソンサンプリングに基づく複雑な問題を九章3号を用いて解いた。ガウスボソンサンプリングは、結晶と鏡の迷路を移動する光粒子の挙動をシミュレートする。この問題は当初、ゴールのないゲームとして提示されていたが、最近の研究では、ガウスボソンサンプリングが暗号学に応用できることが示されている。研究者らによると、実験において、九章3号は最も複雑なサンプルセットを用いて問題を解き、100万分の1秒で処理できることを実証した。米国が開発し、2022年半ばまでに世界最強のスーパーコンピュータとなるフロンティアでも、同じ問題を完了するには200億年以上かかる。

中国、米国、そして多くの国々が「量子超越性」の達成を目指して競争を繰り広げています。量子超越性とは、従来のコンピュータの性能を凌駕し、従来のコンピュータの能力を超えた問題を解けるようになることです。しかし、各国はそれぞれ異なる手法を用いてこの目標を達成しており、光子プロセッサは数種類の量子コンピュータのうちの一つに過ぎません。

トロントに拠点を置くXanadu社も、光ベースのシステムを開発しています。同社は米国国立標準技術研究所（NIST）と共同で、2022年までに216個の光子を搭載した量子プロセッサ「Aurora」の導入を目指しています。しかし、このマシンは高速であるにもかかわらず、従来のコンピュータの代替にはまだなりません。現状では、保護された環境下で特殊なタスクのために短時間しか動作できず、エラーが発生しやすいという問題があります。

アン・カン（ SCMPによると）

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