量子コンピュータのハードウェア

量子コンピュータの性能を、量子ビットの数だけで比べられない理由として最も適切なものはどれか。

  1. Aゲートや測定の誤り率、コヒーレンス時間、量子ビットどうしのつながり方によって、正しく実行できる回路の大きさが大きく変わるから
  2. B量子ビットの数は測定するたびに変わるので、決まった値として表せないから
  3. C量子ビットの数が多い装置ほど、1個あたりの誤り率は必ず小さくなるから
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正解:A. ゲートや測定の誤り率、コヒーレンス時間、量子ビットどうしのつながり方によって、正しく実行できる回路の大きさが大きく変わるから

多数の量子ビットがあっても、ゲートの誤り率が高かったり、離れた量子ビットどうしを直接つなげなかったりすると、深い回路を実行する前に誤りが積み重なり、意味のある結果が得られません。そこで、量子ビットの数と誤り率などをまとめて評価する指標として、正しく実行できる「幅と深さが等しい回路」の最大の幅 n から 2ⁿ と表す量子ボリュームなどが提案されています。誤り訂正を前提とする将来の装置では、物理量子ビットの数よりも、使える論理量子ビットの数とその誤り率が重要になります。製品やニュースの数字を見るときは、量子ビットの数とあわせて、誤り率などの条件を確かめることが大切です。

  • A. 正しい。量子ビットの数が多くても、誤りが多ければ深い回路は実行できません。
  • B. 装置に作り込まれた量子ビットの数は決まっています。問題は、そのすべてを誤りなく使えるとは限らないことです。
  • C. 量子ビットを増やすと、配線や周波数の混み合い、クロストークなどのために、むしろ誤り率を保つのが難しくなります。
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