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数日前、マイクロソフトは量子コンピューティングにおける大きなブレークスルーを達成したと発表しました。彼らは、急速に100万量子ビットを実現し、量子コンピューティングの力を世界に解き放つことができる、スケーラブルなプラットフォームへの第一歩を達成したと述べました。私が確認したところによると、2月19日、マイクロソフトは新しいトポロジカルコアアーキテクチャを搭載した世界初の量子チップ「Majorana 1」を発表しました。
これにより、「数十年ではなく、数年で意味のある産業規模の問題を解決できる量子コンピュータを実現できる」と彼らは述べています。マイクロソフトのCEOであるサティア・ナデラは、X（旧Twitter）で「約20年に及ぶ追求の末、全く新しい物質状態を作り出すことに成功した」と述べ、「100万量子ビットプロセッサへの明確な道筋が見えた」と付け加えました。
同時に、マイクロソフトチームはNature誌に論文を発表し、arXivにロードマップを公開しました。このニュースはすぐに国際的な見出しとなりました。
では、これを紐解いていきましょう。量子コンピュータは、少なくとも理論上は、従来のコンピュータよりもはるかに速く特定の数学的問題を解くことができます。実際には、既存の量子コンピュータは非常に小規模で、実用的な用途には使えません。
量子コンピュータは量子ビット（キュービット）で動作し、実用化には約100万量子ビットが必要だと推定されています。現実には、現在、有用な量子ビットは150程度です。私がこれを慎重に言う理由は、それ以上の量子ビットを持つチップは存在しますが、それらすべてで実際に計算できるという証拠を見たことがないからです。
量子ビットを作る方法は多数あり、現在それらの間で多くの競争が行われています。特にマイクロソフトは「トポロジカル量子コンピューティング」に取り組んできました。これは最も選ばれていない道であり、今回の発表もこれに関するものです。GoogleとNokiaもトポロジカル量子コンピューティングに取り組んでいますが、全般的に進展は遅いものでした。
トポロジカル量子コンピューティングには、保存された幾何学的特徴によって保護された量子状態が必要です。トポロジカル量子状態は創発的なものです。スピンのような粒子の性質としては存在せず、多くの相互作用する粒子の性質として存在します。トポロジカル量子ビットを作るには、これらの保存状態を得るための適切な材料と適切な構成を見つける必要があります。これは非常に困難であることが判明しています。
しかし、トポロジカル量子ビットの素晴らしい点は、その特徴が保存されているため、ノイズに対して非常に堅牢だということです。マイクロソフトは、新しいコンピューティングプラットフォームの名前の由来となった「マヨラナゼロモード」と呼ばれる特定のトポロジカル状態を使用しています。
これらの状態を作るために、マイクロソフトはトポロジカル超伝導体を使用していますが、これは新しい発見ではありません。また、これは「物質状態」ではなく、固体の量子相です。正直なところ、これは言葉の揚げ足取りです。個人的には物質状態と呼んでも構いませんが、新しい状態と呼ぶことには異議を唱えたいと思います。
新しいのは、彼らが実際に計算できるものを持っていると主張していることです。Nature誌の論文で、彼らは2つの異なる状態（パリティ状態）を持つトポロジカル量子ビットを作ることに成功し、これら2つの異なる状態を99%の信頼性で測定し区別できたと報告しています。これはかなり良い成果です。彼らはこれを約50ミリケルビンまで冷却した微細なアルミニウムワイヤーで実現しました。
しかし、トポロジカル量子ビットを実証するには、2つの状態があることを示すだけでは不十分です。他の量子ビットにもそれはあります。トポロジカルな性質によって保護された操作を実行できることを示す必要があります。つまり、彼らは量子ビットを持っていることを示しましたが、それがトポロジカルであることは示していません。
2018年にマイクロソフトが主導したチームが発表した論文が2021年に撤回された後、多くの物理学者がこれに懐疑的です。著者らはデータ分析とプレゼンテーションに誤りがあったことを認めました。
新しいマイクロソフトの論文に付随するNature Newsの記事によると、オックスフォード大学のスティーブン・サイモンは「彼らが見ていると思っているものを本当に見ているかと命をかけて賭けるかと言えば、そうではありません。しかし、かなり良さそうです」と述べています。これは公平な要約だと思います。はい、これは本当に良いニュースであり、非常に有望に見えますが、ニュースは見出しが示すほど大きなものではありません。
マイクロソフトのロードマップについて。基本的に、1つの量子ビットができたら、それを多数組み合わせると述べています。これを行う上での問題は、すべてを数ミリケルビンまで冷却する必要があり、量子ビットが大きくなればなるほど、これが困難になることです。
しかし、マイクロソフトの量子コンピューティングへのロードマップに基づいて、私は今、科学的に正確な百万長者になるためのロードマップを提供できます。ステップ1：100ドルを稼ぐ。ステップ2：ステップ1を1万回繰り返す。
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