量子デコヒーレンス

技術解説

Qubits maintain quantum states through isolation from environmental noise—thermal fluctuations, electromagnetic interference, and molecular vibrations all cause decoherence. Current qubits require extreme cooling (near absolute zero) and electromagnetic shielding. Coherence times range from microseconds (superconducting) to seconds or more (trapped ions, neutral atoms).

量子エラー訂正は、多くの物理量子ビットにわたって論理量子ビットをエンコードし、蓄積するよりも早くエラーを検出して修正することでデコヒーレンスと闘います。これには論理量子ビットごとに多くの物理量子ビットがかかりますが、オーバーヘッドは急速に減少しています。 Google の Willow プロセッサ (105 量子ビット、2024 年 12 月) は、物理量子ビットを追加することで論理エラー率が実際に低下する、しきい値未満のエラー訂正を実証しました。この進歩により、256 ビット ECDSA の解読が、かつて想定されていた数百万ではなく、500,000 未満の物理量子ビット内の 1,200 ～ 1,450 論理量子ビットのように見えるようになりました (Google Quantum AI、2026 年 3 月)。