論理量子ビット

誤り訂正符号によって束ねられた物理量子ビットが、信頼性が高くエラーのない量子計算を実行する。

論理量子ビットとは、量子コンピューティングシステムで信頼性の高い計算を行うために使われる、誤り訂正済みの安定した量子ビットである。量子物理学において、個々の物理量子ビットは温度変動や電磁干渉などの環境外乱に非常に敏感で、量子状態を失ってしまう。この現象はデコヒーレンスと呼ばれる。この脆弱性を克服するため、開発者は量子誤り訂正符号を使って複数の物理量子ビットを束ね、単一のフォールトトレラントな論理量子ビットとして機能させる。 公開市場の投資家が量子コンピューティング専業企業を評価する場合、論理量子ビットの数は、物理量子ビットの単純な数よりもはるかに重要な指標である。ハードウェア開発企業が数千個の物理量子ビットを誇っていても、それらを安定した論理量子ビットに編成できなければ、商用グレードのアルゴリズムには実質的に役立たない。フォールトトレランスを実現するために必要な物理量子ビット対論理量子ビットの比率は、企業のアーキテクチャ効率を示す重要な指標である。 業界の発表を分析する際、投資家は「ノイズあり中規模量子（NISQ）」時代からフォールトトレラント時代への移行に注目すべきである。低い誤り率を伴う高い論理量子ビット数は、そのシステムが商用化に近いことを示す一方、論理誤り訂正を伴わない高い物理量子ビット数は、その技術が依然として初期の実験段階にあることを示唆している。

量子コンピューティング開発者が8,000個の物理量子ビットを備えたシステムを構築する。その誤り訂正アーキテクチャでは、環境ノイズを無効化するために物理量子ビット対論理量子ビットの比率を80:1にする必要があるため、このシステムからは、複雑でエラーのないアルゴリズムを実行できる100個の安定した論理量子ビットが得られる（8,000 / 80 = 100）。