量子コンピュータで量子優位性を実証(IBM, UChicago demonstrate ‘quantum advantage,’ outperforming traditional computers with a quantum computer)

2026-07-30 シカゴ大学(UChicago)

米国IBMとシカゴ大学を中心とする国際研究チームは、特定の実用的な計算課題において量子コンピューターが従来型スーパーコンピューターを上回る性能を示す「量子優位(Quantum Advantage)」を実証したと発表した。研究では、量子多体系や材料科学に関する複雑な物理シミュレーションを量子コンピューターで実行し、その結果を新たな検証手法によって高い信頼性で確認した。従来は、古典計算機では解けない問題ほど量子計算結果の正しさを確認することが困難だったが、本研究では誤り緩和技術や検証アルゴリズムを組み合わせることで、量子計算の信頼性を確保した点が大きな特徴である。これは単なるベンチマークではなく、材料開発や化学、創薬など現実の科学研究への応用可能性を示す成果と位置付けられる。研究成果は、量子コンピューターが古典計算機を補完する実用段階へ移行しつつあることを示す重要な一歩であり、将来の耐故障型量子計算機の実現に向けた基盤技術として期待される。

量子コンピュータで量子優位性を実証(IBM, UChicago demonstrate ‘quantum advantage,’ outperforming traditional computers with a quantum computer)
IBM and researchers from the University of Chicago announced a demonstration in quantum computing that meets the fundamental criteria for “quantum advantage”—the point where quantum computers can be confirmed to have outperformed classical computers.Photo courtesy IBM

<関連情報>

検証可能な高忠実度でハード回路をサンプリングする
Sampling hard circuits with verifiably high fidelity

Simon Martiel, Jay-U Chung, Alireza Seif, Soumik Ghosh, Ian Hincks, Abhinav Deshpande, Bill Fefferman, Jay M. Gambetta, Ali Javadi-Abhari
arXiv  Submitted on 28 Jul 2026
DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2607.25941

Sampling-based proposals are prominent candidates for demonstrating quantum computations beyond the reach of classical supercomputers. However, it has been difficult to combine their complexity-theoretic hardness with two capabilities needed for scalable quantum computing more generally: suppressing hardware errors, and verifying the quantum computation itself. Here we address both issues by introducing structured circuits, which, in addition to provable hardness guarantees, admit an encoding in a quantum code. This allows us to simultaneously reach high fidelities at high circuit depths, and to certify an experimental fidelity via the circuit structure and measurement of code syndromes. The resulting certificate is device dependent, but requires substantially weaker noise assumptions than existing fidelity proxy benchmarks. We demonstrate our proposal with a 70-qubit, depth-70 Clifford circuit doped with 468 T gates. We use a total of 97 physical qubits to encode this computation in spacetime codes, effectively suppressing gate error rates by 10× after syndrome post-selection, and yielding a state with a fidelity lower bound of 0.284 with 95% confidence. Our construction is a systematic method for promoting a stabilizer state to a magic state while keeping an error-detected fidelity certificate.

1601コンピュータ工学
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