量子ハードウェアの現状
量子ハードウェアは概念実証を脱しつつありますが、エンジニアリングのボトルネックにより、実用的で大規模なシステムの実現には数十年を要する見込みです。
重要な発展段階
量子技術は、複数の機関の研究者による共同分析に基づき、トランジスタの初期時代に似た重要な発展段階に入っています。シカゴ大学、MIT、スタンフォード大学、インスブルック大学、デルフト工科大学の科学者たちは、以下の6つの主要な量子ハードウェアプラットフォームを評価しました：
- 超伝導キュービット
- 捕獲イオン
- 中性原子
- スピン欠陥
- 半導体量子ドット
- 光子キュービット
研究の成果と課題
このレビューによれば、研究者たちは概念実証実験から計算、通信、センシング、シミュレーションにおける潜在的な応用を持つ初期段階のシステムへの進展を文書化しました。大規模な応用、特に複雑な量子化学シミュレーションには、数百万の物理キュービットと、現在の能力をはるかに超えるエラー率が必要であると分析されています。
報告書によると、主要なエンジニアリングの課題には、材料科学、大量生産可能なデバイスの製造、配線と信号伝達、温度管理、自動システム制御が含まれます。
技術の準備レベル
研究者たちは、1960年代の初期コンピューティングで直面した「数の専制」問題との類似点を引き合いに出し、協調したエンジニアリングとシステムレベルの設計戦略の必要性を指摘しています。技術の準備レベルはプラットフォームによって異なり、以下のような特性が分析で明らかになりました：
- 超伝導キュービット：計算に対して最も高い準備状態
- 中性原子：シミュレーションに最適
- 光子キュービット：ネットワーキングに最適
- スピン欠陥：センシングに最適
現在の準備レベルは完全に成熟した技術ではなく、初期のシステムレベルのデモンストレーションを示しています。進展は、実用的なユーティリティ規模のシステムが実現可能になるまでに数十年の漸進的な革新と共有された科学的知識を必要とする、古典的なエレクトロニクスの歴史的な軌跡を反映する可能性が高いと研究は述べています。
