Google、量子計算の難題で実験成果 誤りを減らす「マジック状態の育成」

Googleは2026年10月15日付で、量子計算の新たな実験成果を発表した。量子プロセッサ(量子計算を担う装置)Willowを使った成果で、同日、科学誌Scienceに掲載された。

何が発表されたのか

Googleが実証したと発表したのは、「マジック状態の育成」だ。マジック状態とは、幅広い量子計算に必要な操作を作るために使う量子状態を指す。

難点は、誤りを訂正した高品質な状態を作るのに、多くの計算資源が必要なことだ。Googleの紹介では、その生成に量子コンピューターの全能力の最大95%を使うとの試算もある。しかも、マジック状態は一度使うと再利用できない。

今回の手法は、Googleの研究者らが2024年に理論として開発したものだ。同社によると、育成しない状態と比べ、誤りを約40分の1に減らした。

また、マジック状態の一種「T状態」の論理忠実度は99.99%に達したという。論理忠実度は、ここでは狙いどおりの量子状態にどれだけ近いかを示す指標だ。

かんたんに言うと

マジック状態は、計算に使う「使い切りの部品」にたとえられる。必要な操作のために用意するが、使った部品をそのまま次の計算に回すことはできない。部品を作る準備が重いこと自体が、課題になっている。

育成は、その部品を検査し、問題のあるものを取り除く作業に近い。実際には、量子チップ上の状態を測定し、誤りのある試行を除く仕組みだ。単に状態を作るだけでなく、誤りを見分ける工程が要点となる。

その効果を正しく測ることにも課題があった。Googleによると、電気機器の変動や温度変化が、従来の測定法の妥当性に影響していたという。同社は雑音の影響を減らす制御を加え、育成自体を使う新たな測定法も開発した。

さらに、誤りを見つけて直す仕組みが異なる2種類の誤り訂正方式の間で、量子状態を移す実験にも成功したとしている。

日本では

日本との関わりは発表には書かれていない。今回の発表は研究成果に関するもので、日本の機関や研究者の関与についても資料には記載がない。

まとめ

今回の成果は、量子計算に必要な状態を、より少ない誤りで用意するための実験だ。量子コンピューターの実用化そのものを発表したわけではない。

Googleは、実用化に向けて育成の大規模な実証が必要で、技術的課題も残るとしている。規模を広げても成果を保てるかが、今後の重要な確認点になりそうだ。