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Infleqtion:[[4,2,2]]コードによる論理量子ビット2個とGottesmanプロトコルの完全実証

日付: 2025-12-05 | LQ: 2

量子システム: Infleqtion Neutral-Atom Quantum Computer

組織: Infleqtion

Infleqtionがセシウム中性原子の六角格子上で[[4,2,2]]誤り検出コードを用いて論理量子ビット2個を実現し、Gottesman 2016ベンチマークプロトコルの初の完全実証と材料科学への初応用を達成。物理量子ビット比15倍の誤り削減を確認した。

2025年12月、Infleqtionはセシウム(Cs)原子を用いた中性原子量子コンピュータで[[4,2,2]]誤り検出コード(物理4量子ビット→論理2量子ビット、コード距離d=2)を実装した。フラグ量子ビットを含む計6個の物理量子ビットを6 µm間隔の六角格子に配置し、CZゲートの中央値忠実度99.48%、GRゲート忠実度99.96%を達成した。SUPERSTAQコンパイラとNVIDIA CUDA-Q GPUアクセラレーションを組み合わせて回路を最適化した。

3つの主要成果を達成した:

  • Gottesman 2016の耐障害性ベンチマークプロトコルの初の完全実証(3種の初期状態 × 147のランダム回路):|00⟩入力における論理量子ビットのTVD 0.7% vs. 物理量子ビット10.5% — 15倍の誤り削減
  • 論理ベル状態忠実度99.33%、物理量子ビットのベル忠実度91.71%比 — 12.4倍の向上
  • 誤り検出コードによる材料科学応用の初実証:[[4,2,2]]コードを用いた単一不純物Andersonモデル(SIAM)基底状態の準備で物理量子ビット比相対誤差6倍削減

これらの結果は、[[4,2,2]]コードが汎用耐障害性量子計算のためのC4/C6連接コードへの経路上にあることを示し、小規模論理量子ビットが現在のハードウェアで即座の応用価値を持つことを実証した事例として評価される。

出典

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