量子超越性

先日の日本経済新聞の１面トップ記事でも取り上げられたのが，googleによる初の量子超越性の実験的証明にかかわるNature論文。論文の査読には Scott Aaronson や 藤井啓介さんも関わっている。今日（10/25）の日経朝刊も前のめりになっていた。量子計算の専門家のコメントもなく，いきなり応用と暗号化リスクの話に持ち込んでいる。NHKも同様。これが典型的な日本のメディアの反応だ。まあ，マスメディアというのは本質的にそういうものなのかもしれない。

【タイトル】
プログラム可能な超伝導素子を用いた量子超越性
Quantum spremacy using a programmable superconducting processor
【出典】
23 October 2019 Nature 574, 505-519 (2019)
【著者】
Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Rupak Biswas, Sergio Boixo, Fernando G. S. L. Brandao, David A. Buell, Brian Burkett, Yu Chen, Zijun Chen, Ben Chiaro, Roberto Collins, William Courtney, Andrew Dunsworth, Edward Farhi, Brooks Foxen, Austin Fowler, Craig Gidney, Marissa Giustina, Rob Graff, Keith Guerin, Steve Habegger, Matthew P. Harrigan, Michael J. Hartmann, Alan Ho, Markus Hoffmann, Trent Huang, Travis S. Humble, Sergei V. Isakov, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Dvir Kafri, Kostyantyn Kechedzhi, Julian Kelly, Paul V. Klimov, Sergey Knysh, Alexander Korotkov, Fedor Kostritsa, David Landhuis, Mike Lindmark, Erik Lucero, Dmitry Lyakh, Salvatore Mandrà, Jarrod R. McClean, Matthew McEwen, Anthony Megrant, Xiao Mi, Kristel Michielsen, Masoud Mohseni, Josh Mutus, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Charles Neill, Murphy Yuezhen Niu, Eric Ostby, Andre Petukhov, John C. Platt, Chris Quintana, Eleanor G. Rieffel, Pedram Roushan, Nicholas C. Rubin, Daniel Sank, Kevin J. Satzinger, Vadim Smelyanskiy, Kevin J. Sung, Matthew D. Trevithick, Amit Vainsencher, Benjamin Villalonga, Theodore White, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Adam Zalcman, Hartmut Neven & John M. Martinis
【概要−拙訳】
　量子コンピュータへの期待は，ある種の計算が従来のコンピュータより指数関数的に速く実行できるかもしれないというところにある。根本的な挑戦は指数関数的に大きな計算空間で量子アルゴリズムを走らせることができる高信頼プロセッサをつくることである。
　この論文で我々は2^53ビット（10^16ビット）の計算空間に対応する53量子ビットの量子状態を作れるプログラム可能な超伝導キュービット素子について報告する。
　反復された実験の測定は確率分布を与え，それは古典的なシミュレーションでも確認された。我々のシカモアプロセッサは１つの量子回路を100万回動かして１つのインスタンスをとり出すのに200秒かかった。これは，従来型のスーパーコンピュータが１万年かけて計算する仕事に匹敵するものである。
　すべての既知のアルゴリズムに対するこの量子コンピュータの劇的な高速化は，特定の計算において量子超越性を実験的に実証したものであり，予想されていた計算パラダイムの転換の先駆けとなるものである。

［１］グーグルが主張する「量子超越性の実証」にIBMが公然と反論した理由（Wired.jp）
［２］Googleが量子超越を達成−新たな時代の幕開けへ（Qmedia）
［３］量子コンピューティングの次のステップ：コンピュータサイエンスの役割（Qmedia）
［４］Quantum supremacy: the gloves are off（The Blog of Scott Aaronson）