京大,量子計算を効率的にチェックする方法を提案

京都大学の研究グループは,量子計算の結果の正しさを効率的に事後チェックできる方法を開発した(ニュースリリース)。

量子コンピューターには,外場等のノイズに非常に弱いという弱点があり,量子コンピューターで実行した計算は正しさをチェックする必要がある。計算結果の正しさのチェックは,我々が現在使っているコンピューターの内部でも自動的に行なわれているが,ノイズに弱い量子コンピューターの場合は,計算結果の正しさのチェックがより重要で,また通常のコンピューターでもチェックできることが望まれる。

しかし,これまで提案されていた方法では,計算本体と計算チェックのプロセスが分離不可能な形で組み合わさっているため,常に同時に実行される。量子コンピューターの信頼度はそれぞれで異なるにも関わらず,従来の手法では,信頼度の高い量子コンピューターに対しても低い量子コンピューターに対しても全く一様に同じチェックをすることになり,非効率だった。

研究では,世界で初めて,量子計算本体と計算チェックのプロセスを分離できる理論プロトコルを提案した。これにより,量子コンピューターの信頼度の高さに応じて量子計算の正しさを事後チェックすることが可能となる。このにより,通常のコンピューターでも効率的なチェックが可能となると期待され,今後の量子コンピューターの発展において非常に重要な基盤的技術となるとしている。

さらに将来一般的となるであろうクラウド量子計算においても,今回提案した事後チェック方法は有効となる。将来的には量子コンピューターを量子ネットワークでつないだ量子インターネットの実現が世界規模で目指されているが,この量子ネットワークにおいても安心安全に誰でも利用できるような社会をつくるうえで、セキュリティーの基盤となる技術だとしてる。

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