サセックス大学の教授が、従来のコンピュータでは数十億年かかるような問題を解くことができる量子コンピュータの実用的な設計図を初めて作成したと発表した。そうか？
量子コンピュータ（QC）は、従来の2進数の代わりに量子ビットを用い、各量子ビットは0と1の間の量子状態にあります。QCは、この重ね合わせ現象と量子もつれを利用することで、膨大な数の計算を同時に実行できます。最終的には、従来のコンピュータでは高速に実行するのが困難な、非常に大きな合成数の因数分解なども可能になります。
これにより、QC は HPC アプリケーションでバイナリ コンピューターを補完することになりますが、現時点では電子メールの作成には使用されません。
ヴィンフリート・ヘンジンガー教授は、サイエンス・アドバンシズ誌にオープンアクセス論文を発表したチームのリーダーです。教授は次のように述べています。「長年にわたり、実際の量子コンピュータの構築は完全に不可能だと言われてきました。私たちの研究によって、それが可能であることを示しただけでなく、実際に大規模なマシンを構築するための具体的な構築計画も提示できるようになりました。」
この設計は、長波長放射量子ゲートに基づくアーキテクチャを備えた、複数のトラップイオンベースのスケーラブルな量子コンピューティングモジュールで構成されています。ヘンシンガー氏のチームによると、これらのモジュールは、現在の技術で実現可能なシリコン微細加工技術を用いて構築できるとのことです。このアーキテクチャには、高閾値表面誤り訂正コードを実装することで、フォールトトレラントな動作を実行できます。
モジュール間通信は、重なり合う電界と荷電原子（イオン）を利用し、現在の最先端の光ファイバーリンク技術（16Gbpsファイバーチャネル、つまり160万Gbpsに相当する）の10万倍の速度で行われます。しかし、研究チームは、光インターコネクトを用いた代替のモジュール間通信方式も利用可能であると述べています。
ヘンシンガー設計による八角形のUHVチャンバーを連結した概略図。各チャンバーは4.5×4.5平方メートルの広さで、鉄骨フレーム上に220万個以上のX接合部を配置できる。
D-Waveは2,000量子ビットの量子コンピュータプロセッサを搭載しています。Googleも量子コンピューティングに着目しています。ヘンシンガー氏の論文ではこれらについては一切言及されていないため、量子力学の専門家で、関連する科学技術を理解していない限り、比較することはできません。
ヘンシンガー氏のチーム**には、サセックス大学、Google（米国）、オーフス大学（デンマーク）、理化学研究所（日本）、ジーゲン大学（ドイツ）の科学者が参加しており、現在プロトタイプを開発中です。具体的なスケジュールは未定ですが、きっと壮大で魅力的な研究になるでしょう。®
*焼きなましは、ゆっくりとした冷却を意味する冶金学および材料科学の用語で、加熱された金属の脆さを防ぎ、強度と延性を高めるために使用されます。
**ヘニンガー氏のチームの研究は、ネットワーク化された量子情報技術に関する英国量子技術ハブおよび政府が支援する英国国家量子技術プログラムを通じて、工学・物理科学研究会議（EPSRC）によって支援されている。
