量子誤差軽減 2025–2030：量子コンピュータの未来を形作るブレークスルー

23 5月 2025
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2025年の量子誤り緩和研究：スケーラブルな量子コンピューティングを解放するための先駆的ソリューション。次世代の量子革新を促進するテクノロジー、市場動向、戦略的ロードマップを探る。

エグゼクティブサマリー：2025年における量子誤り緩和の現状

量子誤り緩和（QEM）は、量子コンピュータ分野における重要な研究の焦点として浮上しており、特に業界がノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスの限界に近づく中で、その重要性が増しています。2025年のこの分野は、理論的枠組みと実践的実装の両方で急速な進展を特徴としており、不完全な量子ハードウェアから有用な計算結果を引き出す必要性が高まっています。完全な量子誤り訂正とは異なり、リソース集約的で現在のデバイスにはまだ遠い存在であるQEM技術は、驚異的なオーバーヘッドなしで計算の忠実さを向上させるための短期的な道筋を提供します。

IBM、Rigetti Computing、Quantinuumなどの主要な量子ハードウェアプロバイダーは、QEMを研究と製品ロードマップの中心的柱として位置付けています。IBMは、ゼロノイズ外挿法や確率的誤りキャンセルといった誤り緩和プロトコルを自社のQiskitランタイムに統合し、ユーザーが超伝導キュービットシステムでより高い精度を達成することを可能にしています。Rigetti Computingは、モジュラー量子プロセッサ向けに調整されたスケーラブルなノイズ特性評価と緩和戦略に注力しており、Quantinuumは捕らえたイオン技術を活用してハードウェア効率の良い誤り緩和スキームを探求しています。

共同研究の取り組みも強化されています。2024年と2025年には、複数の産業と学術パートナーシップがオープンソースのツールキットやベンチマーキング研究を生み出し、QEM技術のプラットフォーム間での普及を加速させました。たとえば、IBM量子ネットワークは、誤り緩和に関する交差機関モニタリングを促進しており、ハードウェアに依存しないソフトウェアフレームワークがQEMワークフローの標準化に向けて開発されています。

2024年から2025年の実験データは、QEMが化学、最適化、機械学習の量子アルゴリズムの信頼性を大幅に改善できることを示しています。IBMとQuantinuumによる発表されたベンチマークでは、誤り緩和がアルゴリズムとハードウェア構成に応じて計算エラーを2倍から5倍削減できることが示されています。

今後の見通しに目を向けると、QEM研究の先行きは堅実です。今後数年間で、QEMが量子ソフトウェアスタックにさらに統合され、自動化された適応的緩和プロトコルが登場し、これらの技術がより大規模で複雑な量子回路に拡張されることが期待されます。量子ハードウェアがスケールし、多様化する中で、QEMは現在のデバイス機能と実用的な量子アドバンテージの要求との間のギャップを埋めるために不可欠であり続けるでしょう。

量子誤り緩和（QEM）研究は、ノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスにおける実用的な量子アドバンテージを引き出す可能性から、短期的な量子コンピューティングの重要な実現要因として浮上しています。QEMソリューションの市場は、2030年までの成長が見込まれる広範な量子コンピューティングセクターに密接に関連しています。2025年時点で、量子コンピューティング市場は、公共および民間セクターからの大規模な投資が特徴であり、NISQデバイスにおける実用的な量子アドバンテージを解き放つ可能性が高まるため、QEM研究に対する関心が高まっています。

IBM、Rigetti Computing、Quantinuumなどの主要な量子ハードウェアプロバイダーは、誤り緩和技術に焦点を当てた専用の研究イニシアチブとコラボレーションを発表しています。たとえば、IBMはQEMプロトコルを自社のQiskitソフトウェアスタックに統合し、ユーザーが実際の量子ハードウェアで誤り緩和の実験を行うことを可能にしています。同様に、Rigetti ComputingやQuantinuumも、新たな研究を発表し、クラウドプラットフォームを通じてQEMツールへのアクセスを提供しています。

投資動向は、QEM研究へのベンチャーキャピタルおよび政府の資金配分の増加を示しています。2024年と2025年には、米国、EU、アジアのいくつかの国家量子イニシアティブが、誤り緩和や関連するソフトウェア開発専用の資金を割り当てています。これは、QEMに焦点を当てたスタートアップや学術スピンオフの数が増加し、コンソーシアムや官民パートナーシップの形成にも反映されています。たとえば、IBMは量子経済開発コンソーシアム（QED-C）の創立メンバーであり、誤り緩和が優先研究領域として含まれています。

2025年から2030年にかけての市場予測では、QEMソリューションが量子ソフトウェアツールチェーンの標準コンポーネントとなることが示唆されています。NISQ時代のデバイスから有用な結果を引き出す必要性が採用を促進します。量子ハードウェアがスケールするにつれ、先進的な誤り緩和の需要が高まることが期待され、2030年までにQEM市場の数億ドル規模のセグメントを支えるでしょう。IBMやQuantinuumなどの主要プロバイダーによる量子コンピューティングサービスの商業化がさらに見込まれ、両社はQEMをクラウド提供に統合しています。

  • 2025年：QEM研究が主要な量子ハードウェアおよびソフトウェア企業の重要な焦点となる。
  • 2025年〜2030年：商業量子プラットフォームへのQEMの統合と資金増加が市場成長を促進。
  • 2030年までに：QEMは成熟した不可欠な技術となり、量子ソフトウェア市場の大きなシェアを占めると予想される。

量子誤り緩和における主要技術と方法論

量子誤り緩和（QEM）は、実用的な量子コンピューティングを実現するための重要な研究焦点として浮上しており、特に業界がノイズの多い中規模量子（NISQ）時代を迎えています。完全な量子誤り訂正が大規模なハードウェアオーバーヘッドを要するのに対し、QEM技術は、大規模な追加キュービットを必要とせずに量子計算における誤りの影響を低減することを目指しています。2025年時点で、QEMに関する研究開発は加速しており、学術界と産業界の両方が新しい方法論に貢献し、初期の実用的な結果を示しています。

QEMの主要な方法論には、ゼロノイズ外挿法、確率的誤りキャンセル、対称性検証が含まれます。ゼロノイズ外挿法は、量子回路を異なるノイズレベルで実行し、その結果をゼロノイズ境界に外挿する方法です。一方、確率的誤りキャンセルは、ノイズモデルの知識を利用して誤りを確率的に反転しますが、サンプリングオーバーヘッドの増加というコストが発生します。対称性検証は、量子アルゴリズム内の保存量を利用して誤った結果を検出および破棄する方法です。これらの技術は、主要な量子ハードウェアプロバイダーと研究機関によって積極的に探索・洗練されています。

2024年から2025年にかけて、IBMはQEM技術を自社のQiskitランタイム環境に統合する重要な進展を報告し、ユーザーが自分の量子作業に直接誤り緩和プロトコルを適用できるようにしています。Rigetti ComputingやIonQもQEM研究に投資しており、両社はそれぞれ超伝導キュービットや捕らえたイオンプラットフォームに誤り緩和を適用した結果を発表しています。Googleは、ハードウェアの改善に合わせて適応可能なスケーラブルアプローチに焦点を当てた高度な誤り緩和戦略をSycamoreプロセッサで実演しています。

2025年の重要なトレンドは、機械学習とQEMの統合です。研究者たちは、リアルタイムでノイズ特性を学習し、緩和戦略を動的に最適化する適応アルゴリズムを開発しています。このアプローチは、IBMと主要な大学とのコラボレーションを含む産業研究所および学術グループによって探求されています。

今後の見通しに目を向けると、QEM研究の先行きは堅実です。量子プロセッサが数百または数千のキュービットにスケールするとき、誤り緩和はNISQデバイスから有用な結果を引き出すために不可欠です。IBM、Google、IonQからの業界ロードマップは、完全な誤り訂正への架け橋としてQEMへの投資を継続することに焦点を当てています。今後数年間で、QEMプロトコルのさらなる標準化、量子ソフトウェアスタックへの深い統合、さまざまなハードウェアプラットフォームにおける有効性を定量化するためのベンチマーキングの拡充が期待されます。

主要産業プレイヤーと研究機関

量子誤り緩和（QEM）は、量子コンピューティング業界がノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスとフォールトトレラントな量子コンピュータとのギャップを埋めようとする中で、重要な研究焦点として浮上しています。2025年には、主要な産業プレイヤーと研究機関が実用的なQEM技術の開発に向けた取り組みを強化し、ハードウェアの制約にもかかわらず短期的な量子アドバンテージを引き出すことを目指しています。

最も著名な貢献者の一つはIBMであり、同社は誤り緩和プロトコルを自社のクラウドアクセス可能な量子システムに統合しています。IBMのQiskitランタイム環境は、ゼロノイズ外挿法や確率的誤りキャンセルなどの高度なQEMメソッドをサポートし、ユーザーが実際のハードウェアでより高い忠実度の結果を実現できるようにしています。同社の学術パートナーとの継続的なコラボレーションとそのオープンソースへのアプローチは、これらの技術の採用と洗練を加速させています。

Googleもまた主要なプレーヤーであり、Sycamoreプロセッサを利用してスケーラブルな誤り緩和戦略を探求しています。GoogleのQuantum AIチームは、機械学習を活用した誤り緩和やランダム化コンパイリングの使用に関する結果を発表し、相関ノイズの影響を軽減する上での期待が寄せられています。今後のロードマップには、量子化学や最適化のワークロードへのQEMのさらなる統合が含まれており、数年以内に実用的な量子アドバンテージを示すことを目指しています。

Rigetti ComputingとQuantinuum（Honeywell Quantum SolutionsとCambridge Quantumの合併により形成された）も最前線にいます。Rigettiはハイブリッド量子古典ワークフローに注力しており、誤り緩和をAspenシリーズのプロセッサとクラウドプラットフォームに組み込んでいます。一方、Quantinuumは独自の誤り緩和ライブラリを開発し、産業パートナーと協力して量子機械学習や暗号化などの実世界のアプリケーションにおけるこれらの手法をベンチマークしています。

研究機関の面では、国家標準技術研究所（NIST）とマサチューセッツ工科大学（MIT）が学術的な取り組みをリードしています。NISTの量子情報プログラムは、捕らえたイオンと超伝導キュービットのためのランダム化ベンチマーキングと誤り緩和プロトコルを先駆けています。MITはその量子工学センターを通じて誤り緩和の理論的枠組みを進め、商業ハードウェアでのこれらのテストに業界と連携しています。

今後の見通しに目を向けると、次の数年間で、QEMが量子ソフトウェアスタックにさらに統合され、ハードウェアプラットフォーム間でのベンチマーキングが広がり、業界と学界のコラボレーションが増加することが期待されています。量子プロセッサのスケーリングと多様化が進む中で、これらの主要なプレイヤーと研究機関の役割は、誤り緩和研究を実用的な量子コンピューティングのブレークスルーに変える上で重要となるでしょう。

ハードウェア対ソフトウェアアプローチ：比較分析

量子誤り緩和（QEM）は、実用的な量子コンピューティングを追求する上での中心的な課題のままであり、特に2025年を迎えるにあたってハードウェアとソフトウェアアプローチが並行して進展しています。これらの戦略の比較分析は、それぞれの役割、制約、および近い将来の量子ランドスケープにおけるシナジーを理解する上で重要です。

ハードウェアベースの誤り緩和は、物理キュービットとその制御システムを改善し、誤り率を抑えることに焦点を当てています。IBM、Rigetti Computing、Quantinuumなどの主要な量子ハードウェア開発者は、キュービットのコヒーレンスタイム、ゲートの忠実度、相互干渉の抑制を向上させるために大きな進展を遂げています。たとえば、IBMは、最新のデバイスで単一および二つのキュービットゲートの誤り率を1%未満に抑える持続的な向上を報告しています。同様に、Rigetti ComputingとQuantinuumは、物理的な誤りをさらに抑制するために新しい材料、チップアーキテクチャ、冷却制御システムに投資しています。

しかし、ハードウェアの改善だけでは、短期間でフォールトトレラントな量子計算の実現は不可能です。このため、フルエラー訂正を必要とせずにノイズの影響を低減するアルゴリズムレベルまたは回路レベルで作動するソフトウェアベースの誤り緩和技術が急速に開発されています。IBMやQuantinuumなどの企業は、ゼロノイズ外挿法、確率的誤りキャンセル、対称性検証などの手法を積極的に研究・展開しています。これらの技術は、完全な誤り訂正が現時点で実現不可能なノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスに非常に価値があります。

2025年の比較研究からは、ハードウェアの改善が漸進的で累積的な利益を得られる一方で、ソフトウェアベースの緩和は即時のアプリケーション固有の利益を提供できることが示されていますが、多くの場合は回路の深さや古典的な後処理のオーバーヘッドの増加というコストが伴います。ハイブリッドアプローチ、すなわちハードウェアとソフトウェアの進展を組み合わせたアプローチが最も有望な道を示しています。たとえば、IBMのQiskitランタイムは、リアルタイムの誤り緩和プロトコルをハードウェアに配慮した最適化と統合し、ベンチマークされた量子アルゴリズムでのパフォーマンスが向上しています。

今後に向けた見通しとして、量子誤り緩和研究の数年後には、収束が見込まれます。ハードウェアプラットフォームの成熟が進み、ソフトウェア技術がより洗練される中で、これらのアプローチ間の相互作用が重要になります。業界のリーダーは、ハードウェアとソフトウェアが同時に開発され、誤り耐性と計算の有用性を最大化するコーデザイン戦略に焦点を当てることが期待されており、実用的な量子アドバンテージへのタイムラインを加速するでしょう。

量子ハードウェアとの統合：コラボレーションと事例研究

量子誤り緩和（QEM）は、理論的な概念から実用的な必要性へと急速に進化しており、量子ハードウェアが成熟しています。2025年において、QEM技術と量子ハードウェアの統合は、学術および産業研究の焦点となっており、ノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスから有用な結果を引き出す必要性が動機付けとなっています。このセクションでは、QEM統合の現状と近い将来の展望を示す重要な協力関係と事例研究をハイライトします。

最も著名なプレイヤーの一つであるIBMは、誤り緩和プロトコルを量子コンピューティングスタックに直接統合する最前線にいます。彼らのQiskitランタイム環境は、ゼロノイズ外挿法や確率的誤りキャンセルなどの高度な誤り緩和の基本機能をサポートしており、ユーザーが実際のハードウェアでこれらの技術を使用できるようにしています。2025年、IBMは学術パートナーや企業顧客と協力して、127キュービットおよび433キュービットシステムでのこれらの手法のベンチマークを報告し、化学と最適化問題におけるアルゴリズムの精度の大幅な向上を報告しています。

同様に、Rigetti Computingは、研究機関と提携してハードウェアに配慮した誤り緩和戦略を共同開発しています。彼らのAspenシリーズ量子プロセッサは、変分量子アルゴリズムにフォーカスしたスケーラブルな誤り緩和のテストに使用されています。これらのコラボレーションにより、RigettiのForest SDKとシームレスに統合されるオープンソースツールの出版がもたらされています。

ヨーロッパでは、Quantinuum（Honeywell Quantum SolutionsとCambridge Quantumの合併によって形成された）が捕らえたイオンハードウェアを活用し、高忠実度の量子回路における誤り緩和を探求しています。彼らの研究チームは製薬や材料科学の企業と密接に連携し、業界関連のシミュレーションにおけるQEMの実際の影響を示しています。初期の結果は、量子化学計算における信頼性の向上を示しています。

もう一つ注目すべき事例はD-Wave Systemsであり、同社は主に量子アニーリングに焦点を当てていますが、ハイブリッド量子古典ワークフロー向けの誤り緩和の研究を開始しています。製造およびロジスティクスのパートナーとのコラボレーションは、実世界の最適化タスクにおけるQEMの利点を定量化することを目指しており、2025年に試験研究が進行中です。

今後の展望として、次の数年間では、QEMが量子ハードウェア制御システムにさらに統合されることが期待されています。ハードウェアベンダーとソフトウェア開発者が共同でソリューションを設計し、業界のコンソーシアムや政府資金によるイニシアチブは、QEMのベンチマークとプロトコルを標準化するための横断的なパートナーシップを促進し、実用的な量子アドバンテージへの道を加速させています。

規制、標準化、産業イニシアチブ

量子誤り緩和（QEM）は、特に業界がノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスの時代に近づく中で、量子コンピューティング内の重要な分野として急速に浮上しています。2025年には、規制、標準化、産業イニシアチブが、エラーが多い量子ハードウェアの課題に対処し、実用的な量子アドバンテージへの道を加速させるために強化されています。

規制の観点から、政府や国際機関は国家の量子戦略におけるQEMの重要性を認識し始めています。米国の国家標準技術研究所（NIST）は、量子のベンチマーキングや誤り緩和プロトコルに焦点を当てた作業部会を立ち上げ、QEM技術を評価・比較するための基準フレームワークを確立することを目指しています。同様に、国際標準化機構（ISO）は、誤り緩和を主要指標として含む量子コンピューティングパフォーマンスの標準を発展させるための初期努力を開始しています。

産業コンソーシアムも重要な役割を果たしています。主要な量子ハードウェアおよびソフトウェア企業で構成される量子経済開発コンソーシアム（QED-C）は、QEMに関する競争前の研究とベストプラクティスを調整しています。IBM、Rigetti Computing、Infineon Technologiesなどのメンバーは、オープンソースツールキットと共同ベンチマークに積極的に貢献しています。2025年には、これらの企業はクロスプラットフォームの互換性と透明なパフォーマンス報告に重点を置いた新しいQEMライブラリやプロトコルをリリースすることが期待されています。

  • IBMは、そのQiskitランタイムとQiskit Ignisモジュールを通じて、高度な誤り緩和ルーチンを統合して引き続き先導しています。会社は、規格機関と協力して誤り緩和の指標と報告フォーマットを定義しています。
  • Rigetti Computingは、パルスレベルの誤り緩和を進めており、学術パートナーと協力して、Aspenシリーズの量子プロセッサで新技術の検証を行っています。
  • Infineon Technologiesは、半導体製造の専門知識を活かしてハードウェアレベルの誤り抑制を開発し、欧州の標準化努力に参加しています。

今後の数年間では、QEM基準の正式化が見込まれ、パイロット認証プログラムと相互運用テストが行われるでしょう。標準化されたQEMプロトコルの業界全体の採用は、量子プラットフォーム間の信頼性と比較可能性を高め、商業および科学的アプリケーションを加速することが期待されています。量子ハードウェアがスケールアップするにつれ、QEMにおける規制および産業イニシアチブは、量子分野における信頼性、安全性、および世界競争力を確保するために不可欠となるでしょう。

課題、制約、未充足のニーズ

量子誤り緩和（QEM）研究は、実用的な量子コンピューティングを実現するための中心的な焦点となっており、特に2025年に向けて進展しています。重要な進展にもかかわらず、いくつかの課題や制約が残っており、ノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスからフォールトトレラント量子コンピュータへの移行を妨げています。主な課題の一つは、現在の量子ハードウェアに内在するノイズとデコヒーレンスの存在です。IBM、Rigetti Computing、Quantinuumのような主要なハードウェアプロバイダーでさえ、彼らのデバイスは大規模で誤り訂正された量子計算に必要な低誤り率を達成するには遠いことを認めています。

大きな制約は、既存のQEM技術のスケーラビリティです。ゼロノイズ外挿法、確率的誤りキャンセル、対称性検証といった手法は小規模な実験での成果を示していますが、回路のサイズと深さが増すにつれてリソース要件が急速に増加します。たとえば、確率的誤りキャンセルは、指数的な数の回路実行を必要とするため、大きなアルゴリズムには実用的ではありません。このスケーラビリティのボトルネックは、2025年には100以上のキュービットを持つ量子プロセッサがテストされているにもかかわらず、QEMを複雑なワークロードに完全には活用できていないため、ハードウェア開発者とエンドユーザー双方にとって大きな懸念です。

また、QEMの性能を評価するための標準化されたベンチマークや指標が不足しているという未充足のニーズも存在します。IBMやRigetti Computingのような組織は、特定のアルゴリズムにおける誤り緩和を示す結果を発表していますが、異なるプラットフォームやユースケースで手法を比較するための普遍的に受け入れられたフレームワークがありません。これは研究者や業界が客観的に進展を評価し、最も有望なアプローチを特定する能力を妨げています。

さらに、QEMメソッドには、基盤となるハードウェアのノイズ特性についての詳細な知識が必要です。しかし、ノイズモデルは通常、不完全または不正確であり、特にデバイスがスケールアップし、新しい誤り源が現れると、変動します。これにより、QEM研究者にとっては常にハードウェアの変化に適応する必要が生じます。QuantinuumやIBMなどの企業は、ノイズ特性の改善に投資していますが、包括的かつリアルタイムのノイズモデリングは未充足のニーズのままです。

今後のQEM研究の見通しは、ハードウェアとソフトウェアの両方の進展に依存します。より効率的でハードウェアに依存しない緩和戦略、オープンなベンチマークとデータ共有基準を確立するための協力的な努力が急務です。これらの課題に対処することは、NISQ時代およびそれ以降における量子コンピューティングの全潜在能力を引き出すために重要です。

新興アプリケーションと商業化の道筋

量子誤り緩和（QEM）は、実用的な量子コンピューティングアプリケーションを解放するための重要な研究焦点として急速に浮上しています。特に業界がノイズの多い中規模量子（NISQ）時代に近づく中で、2025年は、学術界と産業界の両方がQEM技術を開発し、商業化する努力が急増しています。

IBM、Rigetti Computing、Quantinuumといった主要な量子ハードウェアプロバイダーは、それぞれのクラウドアクセス可能な量子プラットフォームに誤り緩和プロトコルを積極的に統合しています。たとえば、IBMは、ゼロノイズ外挿法や確率的誤りキャンセルなどの高度なQEM手法をQiskitランタイム環境に組み込み、ユーザーが既存の超伝導キュービットデバイスでより高い忠実度の結果を達成できるようにしています。同様に、Rigetti ComputingやQuantinuumは、各社のアーキテクチャに合わせた誤り緩和戦略をベンチマークし、洗練するために学術パートナーと協力しています。

2025年の注目すべきトレンドは、QEMに特化したソフトウェア系スタートアップとコンソーシアムの出現です。Classiq TechnologiesやZapata Computingなどの企業は、基盤ハードウェアに依存せずQEMツールキットを開発しており、量子ワークフローに統合できるようになっています。これらのツールキットは、量子化学、金融、最適化などの分野で試行運用されており、計算精度のわずかな改善でも重要な商業価値を生むことがあります。

標準化の観点から、量子経済開発コンソーシアム（QED-C）のような組織が、QEMのベンチマークとベストプラクティスを定義するための業界横断的なコラボレーションを促進しています。これにより、誤り緩和をサービスとして導入する取り組みが加速し、クラウドプロバイダーがカスタマイズ可能なQEMモジュールを量子コンピューティングのオファリングの一部として提供することが期待されます。

今後数年間で、QEMは量子ソフトウェアスタックにおいて基盤的な層となる可能性が高いです。特に、ハードウェアのスケーリングだけでは短期的なノイズを克服できなくなるため、円滑に商業化の道筋が描かれます。この商業化の道は、アルゴリズムの効率向上、ハードウェアとの緊密な統合、業界特有のQEMソリューションの開発によって形作られるでしょう。量子プロセッサのキュービット数と回路の深さが増すにつれ、堅牢な誤り緩和は初期の商業アプリケーションを開放し、実際の環境で量子アドバンテージを示すために不可欠な要素となるでしょう。

将来の展望：フォールトトレラント量子コンピューティングへのロードマップ

量子誤り緩和（QEM）研究は、フォールトトレラント量子コンピューティングへのロードマップの重要な柱であり、特にノイズの多い中規模量子（NISQ）デバイスからより堅牢なアーキテクチャへの移行が進む中で重要です。2025年において、フォールトトレラント量子コンピューティングの実現に向けて、QEM技術の開発と改善が引き続き重要な焦点となっており、完全な量子誤り訂正（QEC）が実用的になるまでの架け橋となることが期待されています。

IBM、Rigetti Computing、IonQなどの主要な量子ハードウェアプロバイダーは、QEM戦略を積極的に進化させています。これには、ゼロノイズ外挿法、確率的誤りキャンセル、対称性検証が含まれており、これらはそれぞれの量子ソフトウェアスタックとクラウドプラットフォームに統合されています。たとえば、IBMはQEMツールを自社のQiskitランタイムに組み込み、ユーザーが実際のデバイスで誤り緩和を試みることを可能にしています。同様に、IonQは捕らえたイオンシステムに特化したハードウェア効率の良い誤り緩和を探求しています。

2024年と2025年初頭の最近の実験結果では、QEMがNISQデバイス上の量子計算の忠実度を大幅に改善できることが示されています。たとえば、IBMと学術パートナー間の共同研究では、ゼロノイズ外挿法により、特定のアルゴリズムの誤り率が最大50%削減できることが示され、量子回路の実用的な深度が拡張される可能性が示唆されています。一方、Rigetti Computingは、超伝導キュービットに対するスケーラブルな誤り緩和の進展を報告しており、リアルタイム校正および適応ノイズモデリングに焦点を当てています。

今後の数年間では、QEMとQECアプローチの収束が見込まれています。軽量の誤り緩和と初期段階の誤り訂正コードを組み合わせたハイブリッドプロトコルが積極的に調査されています。このハイブリッド化は、完全なフォールトトレラントなマシンが利用可能になる前に、実用的なアプリケーションにおける量子アドバンテージの実証を可能にする重要な要因となると考えられています。さらに、量子経済開発コンソーシアムのような業界団体や標準化機関は、誤り緩和のベンチマークとベストプラクティスを確立するために取り組んでおり、相互運用性を促進し、採用の加速を図っています。

2027年までには、QEMが量子ソフトウェアツールチェーンの不可欠な部分となり、化学、最適化、機械学習における量子計算の信頼性を向上させるために日常的に使用されることが期待されています。ハードウェアがスケールし、コヒーレンスタイムが改善されるにつれて、QEMとQECの相互作用が大規模でフォールトトレラントな量子コンピューティングへの道筋を形成することでしょう。

出典および参考文献

Quantum Error Mitigation and the Path to Useful Quantum Computing