Q-CTRL、量子材料シミュレーションで3,000倍の高速化を達成

Q-CTRLは、IBMとの共同研究により、IBM Quantum Platformを活用して120量子ビット規模でフェルミ・ハバード模型のシミュレーションを行い、「実用的な量子優位性」と定義されるものを実証しました。このシミュレーションは、一次元材料中の相互作用する電子の動的な進化に焦点を当てており、パフォーマンス最適化された古典的ベンチマークと比較して、実測時間で3,000倍の高速化を達成しました。量子プロセッサは実行を約2分で完了しましたが、最先端の古典的代替手段（高性能コンピューティングクラスター上の時間依存変分法（TDVP）ソルバーを使用）では、同等の精度に到達するのに100時間以上を要しました。

この実行には、10,000を超える2量子ビット量子論理演算と最大90のトロッターステップが含まれており、これは通常、ノイジー中間規模量子（NISQ）ハードウェアでかなりのエラー蓄積を引き起こす深さです。これを克服するため、Q-CTRLはパフォーマンス管理インフラストラクチャソフトウェアを利用して、実行時エラー抑制を実装しました。従来の誤り緩和は、大量のサンプリングオーバーヘッドを必要とし、実行を遅くしますが、このソフトウェア定義のアプローチにより、ハードウェアはネイティブ速度で動作しながら精度を維持することができました。arXiv（2605.04025）で公開された結果は、量子出力と最高解像度の古典的テンソルネットワークシミュレーションとの間で、1%未満の二乗平均平方根誤差（RMSE）の一致を示しました。