特許ウォッチ

公開番号2025074947
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2024169778
出願日2024-09-30
発明の名称量子デバイス上の誤り訂正
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人ITOH
主分類G06N 10/70 20220101AFI20250507BHJP(計算;計数)
要約【課題】量子デバイス上の誤り訂正を提供する。
【解決手段】量子誤り訂正の方法が、論理状態を含む論理キュービットを取得することを含みうる。論理キュービットは、量子符号を使用してエンコードされて、複数の物理キュービットの状態が決定されうる。量子符号は、生成元の第1の集合に基づいて生成された第1の符号と、生成元の第2の集合に基づいて生成された第2の符号とを含み、生成元の第1の集合および生成元の第2の集合は、異なる濃度を含む。本方法は、決定された状態に基づいて、量子ハードウェアにおいて前記複数の物理キュービットの物理状態を調整することをさらに含みうる。一つまたは複数の計算が、量子ハードウェアを使用して実行されてもよく、複数の物理キュービットの物理状態が、量子符号を使用してデコードされて、論理状態を決定してもよい。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
論理状態を含む論理キュービットを取得する段階と；
前記論理キュービットを、量子符号を使用してエンコードして、複数の物理キュービットの状態を決定する段階であって、前記量子符号は、生成元の第1の集合に基づいて生成された第1の符号と、生成元の第2の集合に基づいて生成された第2の符号とを含み、生成元の前記第1の集合および生成元の前記第2の集合は、異なる濃度を含む、段階と；
決定された状態に基づいて、量子ハードウェアにおいて前記複数の物理キュービットの物理状態を調整する段階と；
一つまたは複数の計算を、前記量子ハードウェアを使用して実行する段階と；
前記複数の物理キュービットの物理状態を、前記量子符号を使用してデコードして、前記論理状態を決定する段階とを含む、
方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記量子符号の量子符号化率は、潜在的な符号化率の特定の部分集合から選択され、前記特定の部分集合は、前記量子符号化率が、第1の符号化率が1から第2の符号化率を引いたものに等しい場合の符号化率よりも大きくなるように選択され、前記第1の符号化率は、前記第1の符号のものであり、前記第2の符号化率は、前記第2の符号のものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の符号化率は、生成元の前記第1の集合の次元を使用して決定され、前記第2の符号化率は、生成元の前記第2の集合の次元を使用して決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の符号化率は0.5と1との間であり、前記第2の符号化率は0と0.5との間である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の符号化率は0と0.5との間であり、前記第2の符号化率は0.5と1との間である、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
生成元の前記第1の集合および生成元の前記第2の集合は、群の対称な部分集合である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記群は、無限群である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第1の符号はビット・フリップ生成元を含み、前記第2の符号は位相フリップ生成元を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の物理キュービットを用いて前記論理キュービットをエンコードすることは、前記論理キュービットの論理キュービット論理状態を前記複数の物理キュービットにマッピングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
一つまたは複数のプロセッサによって実行されると、システムに動作を実行させる命令を記憶している一つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記動作が：
論理状態を含む論理キュービットを取得する段階と；
前記論理キュービットを、量子符号を使用してエンコードして、複数の物理キュービットの状態を決定する段階であって、前記量子符号は、生成元の第1の集合に基づいて生成された第1の符号と、生成元の第2の集合に基づいて生成された第2の符号とを含み、生成元の前記第1の集合および生成元の前記第2の集合は、異なる濃度を含む、段階と；
決定された状態に基づいて、量子ハードウェアにおいて前記複数の物理キュービットの物理状態を調整する段階と；
一つまたは複数の計算を、前記量子ハードウェアを使用して実行する段階と；
前記複数の物理キュービットの物理状態を、前記量子符号を使用してデコードして、前記論理状態を決定する段階とを含む、
一つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読媒体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、概括的には、量子デバイスのための誤り訂正に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
量子コンピュータは、情報を1、0、または同時に1および0として表すことができる量子ビット（「キュービット」）を使用することができる。量子コンピュータは、最適化問題、整数因数分解、シミュレーション・モデリング、および／またはデータ解析などのいくつかのタイプの計算を、古典的なコンピューティング・システムに比べより効率的に、および／またはより正確に実行することができる。しかしながら、既存の量子コンピュータは、キュービットの状態がわずかな環境干渉によって変更されうるため、ノイズのある中規模量子（noisy intermediate-scale quantum、NISQ）デバイスとして分類されうる。よって、既存の量子コンピュータは、故障耐性がほとんどなく、有用性が限られている場合がある。
【０００３】
本開示において請求される主題は、何らかの欠点を解決する実施形態、または、上述したような環境においてのみ動作する実施形態に限定されない。むしろ、この背景は、本開示に記載されたいくつかの実施形態が実施されうる1つの例示的な技術分野を示すためにのみ提供される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ある実施形態のある側面によれば、量子誤り訂正の方法が、論理状態を含む論理キュービットを取得することを含みうる。論理キュービットは、複数の物理キュービットの状態を決定するために量子符号を使用してエンコードされてもよく、量子符号は、生成元の第1の集合に基づいて生成された第1の符号と、生成元の第2の集合に基づいて生成された第2の符号とを含み、生成元の第1の集合および生成元の第2の集合は、異なる濃度を含む。本方法は、決定された状態に基づいて、量子ハードウェア内の前記複数の物理キュービットの物理状態を調整することをさらに含みうる。一つまたは複数の計算が、量子ハードウェアを使用して実行されてもよく、複数の物理キュービットの物理状態が、量子符号を使用してデコードされて、論理状態を決定してもよい。
【０００５】
実施形態の目的および利点は、少なくとも、特許請求の範囲において具体的に指摘される要素、特徴、および組み合わせによって実現され、達成される。上記の一般的な記述および以下の詳細な記述はいずれも、説明するものであって、特許請求される発明を制約するものではないことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
例示的な実施形態は、添付の図面を通して、さらなる具体性および詳細さをもって記述され、説明される。
【０００７】
量子デバイスのための誤り訂正を示す流れ図である。
【０００８】
量子符号を計算する例示的な方法のフローチャートである。
【０００９】
量子符号化率を定義する第1の符号化率および第2の符号化率に対応する潜在的な符号化率の特定の部分集合の例示的なグラフである。
【００１０】
量子誤り訂正の例示的な方法のフローチャートである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許