当記事は2019年にGoogleが量子コンピュータを使い、驚きの計算スピードをはじき出した記録記事です。2025年現在はさらに進化していて、当時の性能と比較してみました。参考になれば幸いです。
2019年10月Googleが量子コンピュータを発表する
あらたな次元に入った「量子コンピュータ」。Googleの進化が止まらないようです。その計算処理は、今までとは全く違うものでした。
米Googleは10月23日（現地時間）に計算能力が、スーパーコンピュータなど従来型のコンピュータを上回ることを示す「量子超越性」を実証したと発表したのです。
乱数を生成する「ランダム量子回路サンプリング」という問題を量子コンピュータに解かせたのせす。
1万年かかる計算を、わずか200秒で
量子コンピュータは、スーパーコンピュータで1万年かかる計算を、わずか200秒（3分20秒）で解いてしまったというのです。
Googleのブログ記事によると、次の様につたえているのです。
「当社のマシンは200秒で目標の計算処理をこなした。われわれは実験における測定結果から、世界最速のスーパーコンピューターが同じ結果を出すには1万年かかると結論づけた」
引用：Google AI Blog
その計算能力は想像もつきません。革命的なデータ処理手法の開発のなかでの成果、「量子超越性」というものだそうです。
量子プロセッサー「Sycamore」
Googleが独自開発した量子プロセッサー「Sycamore」は、53個の量子ビットを搭載しているのです。
現在使われているコンピュータのプロセッサーはムーアの法則にしたがって発展してきたのです。
しかし、近年従来型コンピュータに陰りが見えてきたところに現れた今回の量子コンピュータは、相当なショックを全世界に与えたようです。
量子コンピュータはかなり扱いにくく、相当な利用環境の整備と制約があるため、現在私たちが使っているような使い方はできないようなのです。
「従来型のコンピュータの加速装置」としての位置づけで活躍が期待されており必要とされるようです。
2025年の量子コンピュータとの比較
量子コンピュータは、依然として研究開発段階にあり、実用化に向けた競争が進んでいます。IBMやGoogleなどが量子ビット数を拡大し、誤り訂正技術の向上に注力。
国内でもNTTや理研が開発を強化。金融、材料開発、AI分野での応用が期待されますが、現状はノイズや安定性の課題が大きく、クラウド経由での試験利用が主流となっています。
現在の量子コンピュータの性能は、次のような水準です。
- 単一量子ビット操作における誤り率（ゲート誤差）は 0.000015 %（約 6.7 百万回に1回の誤り） を達成したという報告もあります
- しかし、実用用途に必要な 2量子ビットゲート や 論理量子ビット（誤り訂正を施した仮想的な量子ビット） の誤り率はまだ高く、現行では「1,000演算に1回程度の誤りが生じる」という見方もあります
- 裏返せば、誤り耐性（フォールトトレラント）が実現可能となる「閾値」と呼ばれる誤差水準は ≈ 0.01 % 程度で、これを下回る必要が指摘されています
- ハードウェア面では、IBM の最新プロセッサ “Heron” は 156量子ビット規模とされ、また IBM の「Condor」は 1,121量子ビットを有するプロセッサという報告もあります
量子方式ごとの性能比較（代表的なもの）を下表にまとめます。
| 方式 | 長所 | 短所 | 誤り率・特性例 |
|---|---|---|---|
| 超伝導（Superconducting qubit） | 高速なゲート操作、チップ技術との親和性 | コヒーレンス時間が短め、ノイズ耐性が課題 | 単一量子ビット誤り率 0.01% 以下が目標ラインとされるが、実用機では 0.1 % ～ 1 % 程度とされることもある |
| イオントラップ（Trapped ion） | コヒーレンス時間が長く、誤り率が低い傾向 | ゲート速度が遅め、スケーリング制約あり | 最近、単一量子ビット操作で誤り率 0.000015 %（1 opération あたり ≈ 1/6.7 百万）を実現した報告あり |
| シリコン・スピン（Si spin qubit 等） | 半導体技術との親和性、微細加工との融合が期待 | 制御精度・二量子ビットゲート誤りが課題 | 1量子ビット操作で誤り率 0.043 % などの報告あり |
また、量子誤り訂正（論理量子ビット化）を用いた性能改善例では、物理誤り率から論理誤り率を 最大数百倍～千倍程度改善 したという報告もあります。
まとめ
昔、スーパーコンピュータが現れていたころに、その計算速度を説明する例として「光が30cm進む間に、1回計算する」という例えを用いた時代を思い出します。
量子コンピュータという次元の違うコンピュータは、私たちをあらたなステージに運んでくれると期待するのです。
このことで、今後わたしたちが受ける恩恵は計り知れないものとなるのでしょう。
nao（NAOテック）
