科学研究チームは超伝導量子計算の「速度と忠実度」の矛盾を解決した

このうち、実験検証はすでに我が国の自主超伝導量子コンピュータ「素悟空」で完成し、関連成果は近日国際定期刊行物「物理評論速報」に発表された。

安定で信頼性の高い量子計算には、量子ゲートが超高速操作速度と超高演算忠実度を同時に備えることが要求される。しかし、長期以来、この2点には調和しにくい矛盾が存在してきた：量子ゲートの操作速度が速いほど、ハードウェア波形の歪み、タイミングのずれなどの問題が明らかになり、精度が大幅に低下することができる、精度を保証するために速度を遅くすると、量子コンピュータの全体的な運行効率を引きずることになり、量子コンピュータの発展を制約する重要なボトルネックでもある。

この問題に対して、研究チームは革新的に「パラメータ空間拡張制御位相ゲート（PSE-CZ）」方案を提案した。本源量子制御科学者の楊小燕博士は「中国科学報」に対し、この方案はパルス時間を延長することなく、パルス中間領域の離調量を2つの独立した調整可能なパラメータに分割することで、システムに「調整つまみ」を追加したと紹介した。この革新的なメカニズムにより、システムは漏れと位相の2種類の誤差を同時に是正し、速度と高忠実度の両立を実現することができる。

「素の悟空」超伝導量子コンピュータを頼りに、チームは20対の2ビット量子ゲートを選んでテストを行った。結果により、PSE-CZ方案は短時間歪みによるコヒーレンス誤差を効果的に低減でき、量子ゲート性能をよりコヒーレンス後退限界に近づけることができる。30〜40ナノ秒の極めて短いゲート長条件下でも、PSE−CZは従来のCZゲートよりも安定した性能を維持している。

聞くところによると、この方案は超伝導量子計算システムに適合するだけでなく、イオン井戸、固体スピンなどの多種の量子計算プラットフォームに普及することができ、より速く、より高い忠実な量子論理操作を実現するために新しい方法を提供することが期待されている。

本源量子は中国初の量子計算会社であり、全スタック式量子計算機の研究開発に焦点を当て、量子チップシステム、量子計算制御システム、環境支持システム、量子操作システムとソフトウェア、量子計算クラウドプラットフォーム、量子計算応用ソフトウェアを核心とする「三硬三軟」量子計算技術システムを初歩的に構築した。その自主開発した「素悟空」シリーズの超伝導量子コンピュータはすでに世界192の国と地域に安定した量子計算サービスを提供し、累計遠隔アクセス数は5200万人を超え、演算任務は100万個を超えた。

【中国科学報】超伝導量子計算の「速度と忠実度」矛盾を科学研究チームが解明―中国科学大【引用期間：2026年8月12日】