研究者たちはコスト削減と安定性向上の方法を知っていると考えているため、量子コンピューティングはオーストラリアで熱を帯びている。

オーストラリアの科学者たちは、量子コンピューティングの分野で画期的な進歩を遂げたと主張しており、これによりこの技術の低価格化と大量生産への進歩が容易になる可能性がある。

シドニーのニューサウスウェールズ大学のアンドリュー・ズラック教授率いる研究者らが本日ネイチャー誌に発表した論文によると、同研究者らはこれまで可能と考えられていたよりも15倍も高い温度で量子コンピューティングを実証したという。

温度は量子コンピューティングにとって重要です。なぜなら、このストーリーを表示するコンピューターを実行している従来のコンピューティング ビットに相当する量子ビット (キュービット) は、超伝導回路内に存在したり、非常に低い温度でのみ半導体内に形成されたりするからです。

IBMやGoogleなどが開発している量子コンピュータのほとんどは、絶対零度（-273.15℃）より0.1度高い温度（-459.67°F）で量子ビットを形成します。これらの固体プラットフォームは、熱によって発生する振動が量子ビットを乱し、性能を低下させる可能性があるため、極低温まで冷却する必要があります。この低温を実現するには、高価な希釈冷凍機が必要です。

しかし、ズラック氏のチームは、既存の技術の最大15倍の温度でも「ホットビット」を安定的に維持できることを実証しました。これは1.5ケルビン（-271.65℃）という猛烈な温度です。大したことではないように思えるかもしれませんが、量子コンピュータの規模拡大と実用化への一歩前進という点では、大きな違いをもたらす可能性があります。

「超伝導回路や半導体スピンを用いた固体量子ビット技術のほとんどでは、量子ビットを追加するごとに発生する熱が増加する一方で、希釈冷凍機の冷却能力は動作温度において著しく制限されるため、スケーリングは大きな課題となります。温度が1ケルビンを超えると、コストは大幅に低下し、効率も向上します。さらに、シリコンベースのプラットフォームの使用は魅力的であり、既存のシリコンベースのハードウェアを使用する従来型システムへの統合を容易にします」と論文は述べています。

ズラック氏によると、チップを0.1ケルビンまで冷却するには数百万ドルかかるが、温度を1.5ケルビン程度に保つには数千ドルの冷蔵設備で済むという。

「私たちの新たな研究結果は、実験的なデバイスから、現実世界のビジネスや政府機関で利用できる手頃な価格の量子コンピュータへの道を開いた」と付け加えた。

研究者らは「同位体濃縮シリコン」を使用したが、本日公開された概念実証は、従来のシリコンチップ製造工場を使用してハードウェア上に構築できる、より安価で堅牢な量子コンピューティングを約束するものだと彼らは述べた。

ネイチャー誌は、オランダのデルフト工科大学のメノ・フェルドホルスト博士とその同僚による別の独立した研究を掲載した。この研究では、1.1ケルビンで動作する量子回路の詳細が示され、この画期的な進歩が確認された。

量子コンピュータがより実用的かつ安価になれば、情報科学の飛躍的な進歩をもたらす可能性があります。従来のコンピュータではビットは1か0のどちらかを表しますが、量子ビットは1と0を重ね合わせ、両方の状態を同時に表します。これにより性能が飛躍的に向上し、理論上は8量子ビットで8ビットの2～8倍の性能が得られます。例えば、GoogleとNASAは、1,097量子ビットの量子コンピュータが既存のスーパーコンピュータの3,600倍以上、パーソナルコンピュータの1億倍もの性能を発揮することを実証しました。

量子コンピューティングは実験的な性質とコストのため、すぐにビジネスに導入される可能性は低いものの、このアプローチをより実用的にするあらゆる手段が、タンパク質フォールディングなどの科学計算課題に大きな変化をもたらす可能性があります。アミノ酸配列からタンパク質の構造を予測する問題は、タンパク質が幅広い生物学的プロセスにおいてどのように機能するかを理解する上で重要であり、より優れた医薬品の設計に役立つ可能性があります。®