量子PCに「量子バッテリ」内蔵で規模4倍に、OISTなどが発表

量子バッテリによる量子コンピュータの駆動。論文より引用

　オーストラリア連邦科学産業研究機構(CSIRO)、クイーンズランド大学、および沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究チームは1月29日、量子コンピュータ内部に電力供給できる「量子バッテリ」という新しい手法を発表した。この論文は1月26日付けでPhysical Review Xに掲載された。

　量子バッテリは、従来外部から行なっていた電力供給を量子コンピュータ内部に設けることにより、発熱と配線を減らし、同じスペースに詰め込めるキュービット(量子ビット)数を理論上4倍に高めることを可能にする技術。

　量子コンピュータはさまざまな分野における活用が期待されているが、量子状態を維持するためには部屋全体を占めるほどのエネルギー集約型極低温冷却システムと常温で動作する電子機器システムが必要であり、これが量子コンピュータの規模拡大を阻害し、応用範囲を狭める要因となっていた。

　今回研究チームでは、量子コンピュータ内に量子バッテリを持たせるアプローチを提唱している。量子バッテリは光を使ってエネルギーを蓄えるデバイスで、光にさらされるだけで充電可能。量子コンピュータ内においては、構成部品から継続的に再充電できる。そして量子バッテリは「量子もつれ」現象を通じて、量子処理ユニット(QPU)と結びつき、共通の量子状態を共有する。

　量子バッテリを用いれば、システムの発熱量を大幅に抑えられるほか、配線も削減できるため、同じ物理空間により多くのキュービットを配置可能になる。これにより、量子スーパーエクステンシビティ、つまりキュービット数の増加による処理速度の向上が実現できるという。

　本研究は理論的なモデルを提示したものとなっており、今後、この手法を実機で実証することを目指すとしている。