量子コンピューターは本当に量子なのか?

何年もの間、物理学者は量子コンピューターについて基本的な質問をしてきました。量子コンピューターは本当に量子力学の奇妙な規則に従っているのでしょうか、それともそう見えるだけなのでしょうか?新しい国際研究では、それが可能であると報告されており、実験的な証拠が得られています。

研究チームは、大型量子プロセッサが古典的な量子の模倣ではなく、実際の量子動作を示すことを確認した。今日の量子デバイスは数十の量子ビットを保持しており、その「量子性」を証明することが将来のマシンの信頼に不可欠であるため、この発見は重要です。


システムの量子性を検出するために、研究者はベルのテストと呼ばれる方法を使用しました。たとえそれらが遠く離れていたとしても、ある量子粒子が別の量子粒子に即座に影響を与えるように見える場合、このリンクは非局所相関と呼ばれます。標準的な物理学では起こりません。

システムがこの効果を示す場合、それは真の量子であることを意味します。この研究が行われるまで、科学者はわずか数個の量子ビット (量子ビット) を備えた小規模なセットアップでのみベル テストを実行できました。

ライデン大学、北京の清華大学、杭州の浙江大学の研究者たちは、その限界をさらに押し広げました。彼らはベルの原理を 73 量子ビットを含む超伝導量子チップに適用しました。彼らは、すべての相関関係を直接測定する代わりに、チップが真の量子状態になったときを検出するためのエネルギーを最小限に抑える内蔵機能を利用しました。

データは、従来のセットアップで生成できるエネルギー値をはるかに下回るエネルギー測定値を示しました。研究チームはまた、より小さな量子ビットのグループ間で、多部ベル相関として知られるより深い相関を確認しました。すべての量子ビットが単一の量子システム内でリンクされていることを証明します。

この結果により、科学者は量子コンピューターが本当に量子であることを検証する新しい方法を得ることができました。また、テクノロジーの規模が拡大するにつれて、より安全な通信と強力なアルゴリズムの基盤も提供されます。