量子ビット

技術解説

数学的には、量子ビットの状態は |ψ⟩ = α|0⟩ + β|1⟩ です。ここで、α と β は |α|² + |β|² = 1 の複素振幅です。測定により重ね合わせが崩壊し、|α|² の確率で 0、または |β|² の確率で 1 が得られます。測定前には、両方の可能性が同時に存在します。

物理的な実装には、超伝導回路 (IBM、Google)、トラップされたイオン (IonQ、Honeywell)、フォトニック システム、および中性原子が含まれます。各テクノロジーには、コヒーレンス時間、ゲート忠実度、およびスケーラビリティにおいてトレードオフがあります。信頼性の高い計算には、論理量子ビット (多数の物理量子ビットから誤り訂正されたもの) が必要です。 Google の Sycamore は、2019 年に 53 個のアクティブな量子ビットを実行しました。 Willow は 2024 年 12 月にしきい値未満の誤り訂正で 105 量子ビットに到達しました。 IBMのCondorは、2023年12月に1,121の物理量子ビットに達した。2026年半ばの最良の公共ハードウェアは約2,500の物理量子ビットであるが、いずれも大規模なフォールトトレラントではないため、まだ誰も数千の論理量子ビットを持っていない。