MicrosoftのMajorana 2チップが1,000倍の信頼性向上、2029年の実用化を目標

Microsoft、Atom Computing、EeroQの3社の量子コンピューティング企業がここ数週間で、それぞれ異なる物理学的課題を解決する段階的だが意味のあるハードウェア進展を発表した。これらの課題はこれまで商用量子マシンの実現を阻んできたものである。

MicrosoftのMajorana 2量子チップは、超伝導体としてアルミニウムから鉛に切り替えた再設計された材料スタックを採用し、量子ビットの平均寿命20秒——従来比1,000倍の信頼性——を実現した。同社は早ければ2029年にも商用規模の量子コンピュータを実現する目標を掲げている。

「大規模な商業的・社会的価値をもたらすと考えられるコンピュータの実現に近づくため、毎年改善を続ける必要があります」とMicrosoftのテクニカルフェローであるChetan Nayak氏は述べた。「私たちは1,000倍優れています。」

同社は超伝導ナノワイヤのアルミニウムを鉛に置き換え、下地基板となる半導体にスズを追加することでスピン軌道結合を改善した。従来10ミリ秒ごとに反転していたパリティ状態は、現在20秒以上安定して維持され、一部は60秒を超えている。Microsoftは、自社のAIエージェントプラットフォーム「Microsoft Discovery」が製造ワークフローの管理と、従来のデバイスを制限していた材料欠陥の特定に貢献したとしている。

2029年に商用規模の量子マシンが実現すれば、医薬品やエンジニアリング分野において、従来のコンピュータでは数千年かかる問題を解決できる可能性がある。また、ブロックチェーンセキュリティに直接影響を与える耐量子暗号標準のタイムラインも前倒しされることになる。

Atom Computingの予備原子戦略

MicrosoftのAzure Quantumクラウドサービスを通じてハードウェアにアクセス可能なAtom Computingは、誤り訂正のドリフトという異なる課題に取り組んだ。同社はレーザーを使用して中性原子を格子状に捕捉するが、計算処理によって原子が加熱され、光トラップから脱出して誤差が生じる。

同社の解決策は、予冷済みの予備原子をリザーブとして維持し、誤り訂正測定中に論理量子ビットに交換できるようにするというものだ。今月発表された論文で、Atomは交換を行わずに誤り訂正を実行した場合、測定を重ねるごとに誤差確率が上昇することを示した。交換を実施した場合、確率はほぼ一定に保たれ、一部の論理量子ビットは最大90ラウンドの誤り訂正にわたって安定した状態を維持した。

この手法は誤差を完全に排除するものではない——最終的にはあまりに多くの個別原子が同時に状態反転を起こし、回復に失敗する。しかし、コヒーレンス時間を有意に延長するものであり、有用な量子計算の前提条件となる。

EeroQの共振器結合ブレイクスルー

独自の量子ビットアーキテクチャを追求するスタートアップEeroQは、液体ヘリウムの液滴上に単一電子を閉じ込めるチップを説明する別の論文を発表した。同社は、ヘリウムプールの隣に配置された小型共振器が電子の量子化された運動状態と結合し、量子ビットの構成要素を作り出せることを示した。

このアプローチは理論的には長年にわたり確立されていたが、有用な方法で電子と相互作用する実用的な手法を実証した企業はこれまでなかった。EeroQのチップは現在そのインターフェースを提供しているが、同社は機能的な量子プロセッサの実現にはまだ遠い。

投資家への影響

3つの進展は段階的ではあるものの、量子コンピューティングが商業的有用性を達成するのを阻んできた基本的な物理学上のボトルネックに対処するものだ。長年にわたり最もハイリスク・ハイリターンの経路と見なされてきたMicrosoftのトポロジカル量子ビットアプローチは、その安定性の主張を裏付ける実験的証拠を今や得ている。Atomの誤り訂正手法は任意の中性原子アーキテクチャに直接適用可能であり、EeroQの共振器設計は新たな実験的経路を開く。

Microsoft株はMajorana 2の発表にまだ反応していない。同社株は将来予想利益の約35倍で取引されており、量子コンピューティングは現在の収益のごく一部に過ぎないが、2029年の目標が達成されれば長期的な触媒となる可能性がある。現在GPU市場で高性能コンピューティングを支配するNvidiaは、特定の問題クラスを指数関数的に高速に解決する量子システムから競争上の脅威に直面する可能性がある——ただしMorgan Stanleyのアナリストは、そのシナリオは「収益への具体的な影響が出るまでには数年かかる」としている。

本記事は情報提供のみを目的としており、投資助言を構成するものではありません。