5
0

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?

毎月月末(明けの翌月月初)にその月にあった量子コンピュータや量子力学関連のニュースをまとめて紹介しています。

これまで記載した量子コンピュータの各方式の説明をアップデートし、記載します。

量子コンピュータ といっても いろいろな方式 があるんですよね。
現在主流となっている5方式の説明になります。

超電導方式(Super Conducting)

Google やIBM、日立 や 理研 が開発中
超伝導体で作られた人工原子(ジョセフソン接合)を用いて量子ビットを構成する方式
マイクロ波パルスで制御が容易で、ゲート動作は速いが、極低温環境が必須

<メリット>
・技術成熟度が高い(現在の主流)
・ゲート処理が速い

<課題>
極低温環境が必須
冷却・配線負荷が大きく数万量子ビット化が難しい

イオントラップ方式(Trapped Ion)

IonQ や Quantinuumが開発中
電磁場に閉じ込めたイオンを量子ビットに利用し、レーザーで制御する方式
高い精度と長寿命が特長だが、大規模化には課題がある

<メリット>
・ゲート精度が全方式中トップクラス
・コヒーレンス時間が長い(量子状態が長時間持つ)

<課題>
・レーザーシステムが大規模で複雑
・ゲート速度が遅め(大規模化が課題)

光方式(Photonic)

NTT や PsiQuantum、Xanadu、OptQC が開発中
光子を量子ビットに用いる方式で、光ファイバー伝送や室温動作が可能。誤り耐性に優れ、量子通信とも親和性が高いが、光子間相互作用の実現が難しい。

<メリット>
・室温で動作可能
・光通信との相性が非常に良い
・誤り耐性符号(例:GKP)と組み合わせやすい

<課題>
・光子間相互作用を作るのが難しい
・高純度シングルフォトン源が必要

中性原子方式(Neutral Atom)

QuEra や Pasqal が開発中
中性原子をレーザーでトラップしてリュードベリ状態を利用して量子ビット間を相互作用させる方式
アレイ化しやすく、大規模化に有利。誤り率低減や安定動作の研究が進む

<メリット>
・原子を 2D/3Dアレイに並べ替えられる → スケールしやすい
・レーザー技術の進化により急成長中

<課題>
・誤り率の低減が課題
・システム全体の安定化が必要

半導体量子ドット方式(Semiconductor Quantum Dot)

Intel 、QuTech や UNSW が開発中
半導体中の電子スピンを量子ビットとして利用する方式
既存の半導体技術を応用できるため集積化が期待されるが、コヒーレンス時間の短さが課題

<メリット>
・半導体プロセスによる大量生産・集積化の可能性
・小型化しやすい

<課題>
・コヒーレンス時間が短め
・高精度スピン制御や誤り訂正の統合が課題

以上、代表的な5方式になります。
他に研究段階として、トポロジカル量子ビット(Topological Qubits、Microsoft が研究)や ダイヤモンドNV量子ビット(Diamond NV Centers)などがあります。

5
0
0

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
5
0

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?