高性能でフォールトトレラントな量子コンピュータを実現するための大きな課題の1つは、エラー訂正された量子ビットの利用可能な数を生成するために必要な数十万または数百万の量子ビットに量子ビットの数をスケーリングする方法を考案することです。量子ドットなどのアプローチでは、1つのチップに多数の量子ビットを収めることができる場合がありますが、配線の複雑さや多数の量子ビットのクライオスタット内の熱負荷の処理などの他の課題に直面する可能性があります。
そのため、多くの研究者は、これらの大規模量子コンピュータを複数のモジュールに実装し、それらをネットワーク化してより大きなシステムを形成する方法を模索しています。 PsiQuantumが採用したアプローチは、数十の個々のモジュールを接続する必要がある提案されたシステムの最近の例です。 同様に、IonQのフォトニクスインターコネクトの計画、またはIBMの10億ゲートのBlue Jayシステムへのモジュール中心のロードマップ。
Photonic Inc.は、四面体シリコンユニットセル内に炭素-炭素-水素の点欠陥を持つTセンターテクノロジーを使用するという斬新なアプローチを採用しました。これは新しいテクノロジーですが、テレコム波長（Oバンド）の光子を作成するスピン-光子インターフェイスが含まれているため、光ファイバーラインを介して簡単に送信できるため、多くの潜在的な利点があります。
現在、同社は、40メートルの光ファイバーケーブルで接続された別のクライオスタットにある2つのモジュール間でテレポーテーションされたC-NOT（tCNOT）を実装することで、このテクノロジーの可能性を実証しました。この現在のデモンストレーションのパフォーマンス特性は控えめでしたが、同社は197 kHzのエンタングルメントレートで99.8％の忠実度を達成できると予測しています。そのようなパフォーマンスが達成されれば、大規模なエラー訂正量子コンピュータへの非常に迅速なスケーリングへの扉が開かれます。フォトニックアプローチは、他の方法に対して多くの潜在的な利点があります。まず、彼らの量子ビットはシリコンに高密度アレイとして大量に製造できます。オンチップ収率や冷蔵庫に収まる量子ビットの数に関する厳しい制約はありません。そして、このアプローチは、研究者が開発しているより効率的なQ LDPCコードを実装するために理想的な、オールツーオールの接続を提供できます。イオントラッププロセッサ用に調査されている量子ビットシャトリングなどの他のアプローチがありますが、これらのアプローチは大幅に遅くなる可能性があります。
GQIの主任アナリスト、デビッド・ショーは、「フォトニックは非常に破壊的な技術アプローチを持っています。光フォトニックインターコネクトを備えた彼らのシリコンスピン量子ビットは、量子通信とネットワークの相乗効果という魅力的な見通しを提示しています。これらの最近のデモンストレーションは、前進する方法の証拠です。継続的な開発により、さまざまなアプリケーションが可能になり、他の人が追従する必要がある量子ロードマップの新しい基準が設定され、業界が加速されるでしょう。」
Photonic Inc.は、Microsoftとの既存のパートナーシップを通じて、すでに顧客にメリットをもたらすために協力する強力な同盟国を確保しています。しかし、フォトニックは量子ネットワークの新しい手法を追求している唯一の企業ではありません。この取り組みに取り組んでいる他の組織には、MemQ、Nu Quantum、Qunnect、Welinq、MITが含まれます。
フォトニックのテクノロジーとこのマイルストーンの達成に関する追加情報は、こちらのプレスリリース、シリコンにおける分散量子コンピューティングというタイトルの科学論文こちら、シリコンにおける分散量子コンピューティング：モジュール間のエンタングルメントというタイトルのホワイトペーパーこちら、シリコンTセンターテクノロジーの最近の概要シリコンTセンターの光遷移パラメータこちら、およびフォトニックとのコラボレーションについて説明するMicrosoftのブログこちらにあります。さらに、フォトニックとマイクロソフトは、テレポーテーションされたCNOTがどのように実装されるかを示す素晴らしいビデオを作成しました。ビデオはこちらで見ることができます。フォトニックはまた、来週、カナダのバンクーバーで開催されるIQTバンクーバー/パシフィックリムと、エコノミストの第3回年次Commercialising Quantum Global 2024の両方でこのテクノロジーに関するプレゼンテーションを行います。ロンドン、イングランド。
詳細については、GQIの最近のOutlook Report: Scalable Quantum Hardwareをお読みください。
2024年5月30日
