カナダの研究者らは、従来のコンピューターでは9,000年かかる計算をわずか1秒未満で完了できると主張する量子コンピューティング実験を行った。
量子コンピューティング企業ザナドゥの実験物理学者ジョナサン・ラボア氏とその同僚は、光ファイバーネットワークを通過する光の未知の確率分布をサンプリングするように設計された装置から得られた結果を報告した。
本格的な量子コンピュータはまだ遠い将来だが、[ラボアとその同僚]はそのようなデバイスの実現に一歩近づいた。
ガウスボソンサンプリングとして知られるこの手法では、特定のパラメータまでは従来のコンピュータでタスクを計算できますが、これらの制限を超える計算時間については現実的な推定値を作成できます。
今週ネイチャー誌に掲載されたこの研究により、著者らはボレアリスと名付けたこの装置が従来のコンピューターに対して「量子優位性」を達成したと確信を持って予測することができた。
「平均すると、現在利用可能な最良のアルゴリズムとスーパーコンピュータを使っても、正確な方法を使ってプログラムされた分布から単一のサンプルを生成するには9,000年以上かかるが、ボレアリスはわずか36マイクロ秒しかかからない」と論文は述べている。
この結果は、以前のフォトニックマシンから報告されたものより5000万倍以上優れていることも示したと研究者らは述べた。
研究者たちは、スクイーズド光、すなわち量子不確定性を示す光パルス列に対して変換を実装した。また、3つの可変ビームスプリッター（VBS）と位相安定化ファイバーループを連続的に使用し、これらを光の実効バッファメモリとして機能させることで、システムの調整、つまり「プログラム」と情報の保存を可能にした。
ネイチャー誌は、この実験が重要である理由は、プログラム可能な光子プロセッサが、これまでの原理実証量子コンピューティング実験よりも、量子商用デバイスの形態に近いためだと述べている。
量子超越性または量子優位性とは、情報を量子ビット（キュービット）として処理する量子コンピュータが、従来のコンピュータでは妥当な時間内に解決できない問題を解決できるという考え方です。
2019年12月、Googleは量子超越性を主張しました。同社は、従来のコンピュータでは再現に約1万年かかる結果を生成できる量子コンピュータを構築したという画期的な出来事でした。
しかし、この主張は、量子コンピューティング競争に同じく参画しているIBMから激しく反論された。
リオデジャネイロのフルミネンセ連邦大学物理学研究所の助教授ダニエル・ヨスト・ブロッド氏の付随記事によると、同氏は、カナダの実験により、研究者らは限られたアルゴリズムにおいて量子優位性に一歩近づき、重要な前進となると述べた。ただし、量子コンピュータは従来の汎用デジタルコンピュータの実用性には依然として遠く及ばない。
パルスOPOからの単一モードスクイーズ状態の周期的なパルス列が、3つの動的にプログラム可能なループベースの干渉計のシーケンスに入ります。画像：Lavoie et al
「本格的な量子コンピューターの実現はまだ遠い将来だが、（ラボア氏と同僚らは）そうしたデバイスの実現に一歩近づいた」と同氏は語った。
しかし、ヨスト・ブロッド氏は、従来のコンピューターは量子の結果を偽装できるますます高度なアルゴリズムを実行しているため、量子優位性は動く目標のようなものだと指摘した。
「量子優位性は、単一の性能指標に基づく明確に定義された閾値ではありません。実験が発展するにつれて、それをシミュレートする技術も進歩します。近い将来、記録を打ち立てる量子デバイスと従来のアルゴリズムが、互いに競い合い、トップの座を争うことになるでしょう」と彼は述べた。®
