ロシア科学アカデミーのレベデフ物理学研究所で、科学者たちはイオントラップベースの70クビット量子コンピューターの実演に成功し、飛躍的な進歩を遂げたと発表しました。国際的な専門家を驚かせたのは、クビット数だけでなく、ハードウェアの性能を2倍に最適化するのに役立つ画期的な情報暗号化方法でした。
クビット(量子ビット)は、量子力学に基づいて動作する量子コンピューターで最も基本的な情報単位です。
それによると、制御が非常に困難な膨大な量のイオンを追いかける代わりに、ロシアの研究グループは35個のイッテルビウムイオンの鎖のみを使用しました。秘密は、個々の粒子で最大4つのエネルギー状態を制御できたことです。これは、各イオン粒子が現在2クビットのパワーを帯びており、機械が70クビットのパフォーマンスを達成しながら安定性を維持できることを意味します。
グローバルな量子競争において、長いイオン鎖を制御することは非常に困難な課題です。なぜなら、粒子の数が増加すると、振動が混乱し、誤差につながりやすくなるからです。現在のほとんどのシステムは、安全を確保するために通常35個の粒子レベルで停止します。しかし、ロシアの科学者たちは別の道を進みました。鎖を長くする代わりに、情報を粒子の内部に圧縮します。
「私たちは4層量子システムを使用しており、各イオン粒子が2クビットに相当する活動を可能にしています」と専門家のイリヤ・ザリバコは説明します。これは、現在の西洋の量子アーキテクチャに対する強力な反撃であり、コード化の洗練さが、かさばる物理的規模の拡大に取って代わる可能性があることを証明しています。
このシステムの動作原理は、集団振動に基づいています。科学者がレーザーパルスを使用してイオンに作用すると、チェーン全体がリズミカルに振動します。この緊密なリンクが、システムが非常に高い精度で超複雑な並列計算を実行するのに役立ちます。
小さなイオン粒子を制御するために、システムは非常に高速で目標を狙うことができる2つの移動式レーザービームを使用しています。測定結果は、単一クビット動作の精度が99.92%に達することを示しています。これは、GoogleやIBMのシステムと比較しても非常に印象的な数値です。
現在、この70クビットの機械は、もはや実験用ガラスケースの中にはありません。それは、実際のアルゴリズムをテストするためにクラウドコンピューティングプラットフォームに接続されています。これは、研究者が暗号解読、医薬品分子のシミュレーション、またはグローバルロジスティクスネットワークの最適化に関する問題の解決を開始できることを意味します。
ロシアからの暗号技術の出現は、スーパーコンピュータ業界に正式に新たな方向性を開きました。物理粒子の数を拡大する代わりに、原子内部の状態を徹底的に活用することが、近い将来、暗号化、材料のシミュレーション、新世代医薬品の開発に関する巨大な問題を解決するための鍵となるでしょう。
