IBM、3つの誤り軽減アルゴリズムで量子優位性を主張

IBMは2026年7月30日、それぞれ異なるアプローチで誤りと検証に取り組む3つの量子優位性の実証を発表した。

この研究は、古典計算では到達できないタスクにおいて量子コンピューターの優位性を証明しつつ、出力が信頼できることを保証するという永続的な課題に取り組むものだ。「古典シミュレーションができないときに信頼できる計算を行うことは大きな意味を持つ」とIBMのジェイ・ガンベッタ氏は述べた。

過去の量子優位性の主張は、改良された古典アルゴリズムが追いついたり、系統的な誤りが検出されなかったりして覆されたことがある。

1つの取り組みでは、IBM、理化学研究所、Qedmaが協力し、IBMのプロセッサ上でFloquet IsingモデルをQedmaの誤り軽減ソフトウェアを用いてモデル化した。スーパーコンピューター「富岳」上の古典アルゴリズムは矛盾した結果を示したのに対し、量子出力は周期的な振動を伴う緩やかな磁気の低下を明らかにし、このパターンは後にQuantinuumのデバイスで検証された。

別の実証では、IBMとシカゴ大学が、主にCliffordゲートと少数のTゲートから構築されたサンプリングアルゴリズムを使用した。Tゲートはノイズが少なく、古典シミュレーションを指数関数的に困難にする。周辺の量子ビットが誤りを検出し、欠陥のあるショットを破棄した。

3つ目の成果はAlgorithmiqによるもので、IBMチップの低ノイズ領域でエコーベースのアルゴリズムを実行した。隣接する量子ビットが故障を検出し、意図的なノイズ注入によりチームは誤り率を推定できた。

IBMは、古典的手法の進化に伴いこうした主張を追跡する量子優位性トラッカーを立ち上げた。過去のエントリーは覆されたが、今回の成果は量子ビット数のマイルストーンよりも厳格な品質を重視している。

現在、この分野ではこれらの技術を現実世界に影響を与えるアルゴリズムに活用しようとしている。「究極の目標は、実際の材料や実験を量子コンピューターと比較することだ」とガンベッタ氏は語った。