EeroQ、「Wonder Lake」量子演算処理装置チップをテープアウト

ここでの量子化とは「量子ビットに変換する」こと、つまり粒子または既存の物質が利用され、利用可能な計算単位となることを意味します。この場合、この技術は「リュードベリ状態」と呼ばれる効果を利用します。リュードベリ状態は、静止した電子の運動（物理学ではスピンと呼ばれる特性）を、量子コンピューティングで許容される0、1、そしてその間のあらゆる数値の計算可能な表現に変換します。

EeroQの量子処理ユニット（QPU）の製造方法もまた有望です。半導体業界がCMOS技術で培ってきた数十年にわたる専門知識を活用しているのです。IntelがTunnel Falls QPUで試みているのと同様に、このアプローチにより、同社は自社技術の基盤となる、十分に理解されている技術を活用できます。製造プロセスも一見シンプルに見えます。EeroQの仕様に合わせてエッチングされたウエハーが同社の研究所を通過し、そこで液体ヘリウム層が塗布され、専用にエッチングされたリザーバーに電子が堆積されます。小さな磁気バンプによって、ヘリウム層（CMOSリザーバーによって固定されている）の上を浮遊する電子は、スピン状態を初期化できます。その後は、チップの回路に収まる量子ワークロードを動作させるだけです。EeroQによると、CMOS技術を使用することで、製造関連の量子ゲートエラーは最終的にわずか0.01%にまで低減されるとのことです。これを量子収率と呼びましょう。

もちろん、すべての量子ビットが同じというわけではないので、IBMなどの超伝導量子ビットと比較することはできません。Eeroq社によると、同社のヘリウム電子量子ビットは、10秒以上の非常に高い量子ビットコヒーレンスタイムアウトと高い量子ビット接続性を実現しており、既存のワークロードを高速化したり、新しいワークロードを処理したりするために、より複雑な量子ビット回路を構築できるとのことです。さらに、EeroQ社は、ヘリウム層を横切る量子ビットの移動性により、エラー訂正メカニズムを適用するためのオーバーヘッドが50%削減されるとしています。

エラー訂正は現在、量子コンピューティングの聖杯とみなされており、エラー軽減の分野で真剣な研究が行われており、これがエラー訂正につながることを期待しています。EeroQがこの特定の用語を使用していることは、まさにその意味に合致しています。とはいえ、同社はCMOSベースのQPUから実際の有用性を引き出すことをまだ模索しており、現時点では、ポストNISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）の未来への重要な足掛かりとなる2量子ビットゲート設計をまだ実証していません。

量子コンピューティングはまだ初期段階にあるため、量子ビットの品質やどの技術が最適かといった議論ではなく、量子ビットのアプローチには大きな違いがあることを認識することが重要なのです。しかし、Wonder Lakeの名声は、それだけにとどまらないようです。同社は、自社のチップの効率性の高さに注目を集めました。これは、量子ビットの選択やエンジニアリング設計といった初期段階から既に確立されていた設計上の選択です。

「実用的な量子コンピュータを作るには、特に難しい点が2つあります。それは、高品質な量子ゲートとスケールへの道筋です」と、ファリーナ氏はEeroQのブログに記しています。「最新の研究により、スケーラビリティの分野でリーダーシップを発揮できるようになったことを誇りに思います。近年のエラー軽減技術やアルゴリズムの効率化における進歩と相まって、商用量子コンピュータの未来は予想よりも早く実現すると考えています。その先駆けとなるのが、当社のアーキテクチャ上の優位性を活かして迅速にスケールアップできる能力です。」

EeroQによれば、同社の最大の強みは、量子コンピューティング技術を逆から考え、物理的に探索可能な限られたコンピューティングリソース（通常は1～2量子ビットゲート）から実用性を引き出そうとする前に、多数量子ビットの相互作用を実現することに焦点を当てた点にあるという。このスケーリングへの重点的な取り組みにより、同社はチップあたりわずか30本の制御線しか必要としない量子ソリューションを構築することができ、例えば超伝導量子ビットシステムに必要な制御の複雑さを大幅に軽減することができた。これにより、コンピューティング面積のコスト削減と制御システムのコスト削減が可能になる。

Francisco Pires 氏は、Tom's Hardware のフリーランス ニュース ライターであり、量子コンピューティングに関心を持っています。