イスラエルの量子スタートアップであるQarakal Quantum Ltd.は、耐故障性システムに必要な物理量子ビット数を1桁削減するように設計された、モジュラーで3次元の超伝導量子コンピューティングアーキテクチャ「パンゲア」を正式に発表しました。この設計は、「パンゲア・アーキテクチャ：量子バスを介した耐故障性ヘテロジニアス・トポロジカル・コード」と題されたarXivのプレプリントで公開されており、物理的に分離された2次元トポロジカル・コードパッチ間の論理演算を仲介するIP保護された量子バスを導入することで、長年のルーティングボトルネックである2次元格子手術の問題を解決します。
パンゲアは、直接的な物理的隣接性に依存するのではなく、補助的なゲージコードストリップを量子バスとして使用します。このバスは、マルチ量子ビット結合パウリ演算子を再構築し、ヘテロジニアス・トポロジカル・コードファミリー間（サーフェスコードとカラーコード間の結合パリティ測定など）のネイティブ演算をサポートしながら、最近傍の物理的接続性を維持します。従来の平面格子手術を置き換えることで、このアーキテクチャは、標準的な2次元サーフェスコードレイアウトに必要なO(d2NL)のフットプリントから、NL距離dの論理量子ビットに対してO(dNL)の物理量子ビットを使用してマルチ量子ビット相互作用をスケーリングします。
[ パンゲア モジュラーバス アーキテクチャ ]
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特殊化されたコードパッチ（メモリ/ロジック） 補助ゲージコード量子バス
• サーフェスコード＆カラーコード。 • 長距離結合パリティ測定を仲介。
• 専用機能モジュール役割。 • ネイティブ 15対1 マジックステート蒸留モジュール。
• パッチごとのハードウェア特殊化。 • 物理量子ビット数 O(dNL) 対 O(d2NL) でスケーリング。50論理量子ビット規模での擬似閾値ノイズモデルを用いた耐故障性シミュレーションにおいて、パンゲアは平面サーフェスコードアーキテクチャよりも10倍少ない物理量子ビットで同等の論理エラー率を達成しました。このアーキテクチャはまた、測定ベースの耐故障性CNOTプリミティブとネイティブな15対1マジックステート蒸留モジュールを実証し、配線密度、制御電子機器のオーバーヘッド、および極低温冷却要件を大幅に削減しました。
Qarakal Quantumのアーキテクチャ・ファーストのアプローチは、モノリシックなプロセッサのスケーリングから、古典的なバスアーキテクチャに例えられるような、モジュラーでバックプレーン接続されたシステム設計への業界のシフトを反映しています。計算、メモリ、ルーティングモジュールを独立して構成およびスケーリングできるようにすることで、パンゲアは、企業や研究機関がニアタームのハードウェアフットプリントで大規模な耐故障性量子アルゴリズムを実行するための、合理化されたパスを提供します。
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2026年8月5日
