東大、量子コンピュータに必要な魔法資源の高速定量化手法を提案

今回の研究では、類似度の値を活用することで、極めて小さな状態から構成される解の候補を逐次的に更新していき、最終的に最適解に到達できることが示された。提案された手法によってあらゆる魔法資源の計算が実行された結果、逐次的な更新回数は多くの場合10回以下程度と、非常に効率よく最適解に到達できることが突き止められた。問題が持つ性質の「強双対性」(主問題と双対問題(元の問題と相補的な問題のこと)の最適値が一致すること)ゆえ、正しい答えが得られた場合とそうでない場合を確実に判別できる点も、大きな強みとして挙げられるとする。

今回の研究成果により、誤り耐性量子計算に必要な魔法資源の高速な定量評価が実現された。誤り耐性量子計算においては、非常に多くの量子ビットにまたがる演算が数多く必要となる。それを鑑みると、魔法資源の評価を通じて量子計算の実装に必要なコストを見積もることは、量子優位性の達成の早期化に貢献することが期待されるとした。また、大規模なサイズにおける魔法資源の評価がさらに進めば、魔法資源を通じた量子多体物理現象の理解が一層深まることが考えられるとしている。
（波留久泉）