IBM、量子誤り訂正ロードマップの詳細をさらに公開

IBMは以前、2033年までに2000論理量子ビットを持ち、10億ゲートの処理回路をサポートするBlue Jayというコードネームのプロセッサを製造するという究極の目標を掲げ、完全なフォールトトレラント量子コンピュータ（FTQC）を開発する意向を示していました。確かに、このロードマップには、IBMが参加しているDARPAの量子ベンチマークイニシアチブの目標達成に必要な主要技術を提供するものが組み込まれるでしょう。

しかし、一部の人が気づいていないかもしれないのは、現在のNISQから製品ラインのFTQCアーキテクチャに移行するには、ウェーハ処理技術、量子ビットトポロジー、回路設計、ミドルスタックソフトウェア、プログラムコンパイルなど、スタック全体にわたる多くの変更が必要になるということです。同社は数年前からこれに静かに取り組んでおり、現在、計画の詳細と、すでに達成した進捗状況を示しています。

おそらく、同社が下す必要があった重要な決定の1つは、どの誤り訂正コードを使用するかということでしょう。従来、超伝導技術に取り組んでいる企業は、サーフェスコードとして知られているものの使用を検討してきました。以下に示すように、このコードは単純で、2次元グリッドでレイアウトされた量子ビットトポロジーに適しています。各量子ビットは、最も近い4つの隣接量子ビットに接続され、量子ビットは下の図に示すように、データ量子ビットとチェック量子ビットに分離されます。

ただし、サーフェスコードには、非常に大きな欠点があります。それは、非常に非効率的であるということです。私たちが注目する指標の1つに、物理量子ビット対論理量子ビット比と呼ばれるものがありますが、これらはサーフェスコードでは非常に高くなります。一部の推定では、サーフェスコードの実装で1つの論理量子ビットを作成するには、1000個の物理論理量子ビットが必要になるとされており、IBMは1桁効率的なものを探していました。