物理学者らが73量子ビットシステムで量子力学を確認
国際的な物理学者チームが、ベルテストを用いた量子検知器を開発し、大規模システムにおける本物の量子挙動を検証しました。最大73量子ビットをテストし、古典物理学では不可能な相関を示しました。この画期的な成果は、量子コンピュータが大規模で本物の量子効果を示すことを肯定します。
オランダのライデン大学、北京の清華大学、ハンzhouの浙江大学の物理学者らが、大規模量子システムが量子力学を真に遵守しているか、または単にシミュレートしているかを判断するための厳密なテストを作成しました。「量子検知器」と名付けられたこの実験は、物理学者ジョン・ベルが当初設計したベルテストに依存し、量子非局所性—粒子が距離を超えて瞬時に互いに影響を与える現象—を検出します。この現象は2022年のノーベル物理学賞で認められました。
ライデンからの理論物理学者ジョルディ・トゥラ、パトリック・エモンツ、および博士課程候補者のメンガオ・フーらを含むチームは、他の機関の同僚とともに、量子コンピュータの基本単位である最大73量子ビットのシステムにおけるベル相関を調べることで限界を押し広げました。これらの複雑な相関を直接測定する代わりに、彼らは量子デバイスが効率的に処理するエネルギー最小化を最適化しました。
超伝導量子プロセッサを使用し、研究者らは73量子ビットにわたる特殊な量子状態を生成し、古典的に達成可能なレベルをはるかに下回るエネルギー準位を記録しました。差は48標準偏差で、偶然による結果である可能性は低いことを示しています。彼らはさらに、全ての量子ビットが参加を必要とする本物の多粒子ベル相関を認証し、低エネルギー状態のシリーズで最大24量子ビットまで成功しました。
量子力学は原子や電子などの微小粒子 の挙動を支配し、非局所性などの直感に反する効果を特徴とします。この研究は、この規模のシステムにおけるこのような深い量子挙動の初の認証であり、量子コンピュータが単に大きくなっただけでなく、より本物の量子であることを証明します。この発見は、強化された量子通信、より安全な暗号化、先進的な量子アルゴリズムへの道を開きます。