研究
【研究成果】量子アニーリングの難問を短時間で解く新たな可能性――誤り訂正モデルの有効性を発見
2026年10月26日
Credits: WPI-Bio2Q
Bio2Qと慶應義塾大学の研究者らは、量子最適化問題の複製（レプリカ）同士に追加の相互作用を加えることで、量子アニーラの性能を高められることを示しました。この手法では、「フラストレーション」と呼ばれる相互作用の競合を活用します。これにより、計算時間が短い場合や、最適解と次に低いエネルギー状態との差が小さい難しい条件でも、最適解をより見つけやすくなります。今回の成果は、実用化が近い量子コンピュータの性能向上につながる可能性を示すものです。
| タイトル | A conserved tyrosine motif encodes a structural vulnerability controlling stability and activity across J-domain proteins |
|---|---|
| 著者 | Tomohiro Hattori 1 and Shu Tanaka 1,2,3,4,* |
| 簡単な説明 | 膨大な選択肢の中から最善の解を見つけることは、生物学をはじめ多くの科学分野で大きな課題です。生物学では、複雑なネットワークや相互作用の解析が欠かせません。量子アニーリングは、量子物理学の原理を利用し、こうした問題の最適解を探す計算手法です。
Bio2Qと慶應義塾大学の研究者らは、量子系の間に相互作用を追加することで、量子アニーラが複雑な最適化問題を解く能力を高められることを示しました。一方、量子アニーラの性能は、ハードウェアのノイズや計算誤差、さらに正しい解にたどり着きにくくする小さなエネルギーギャップによって制限されることがあります。 こうした課題に対し、研究者らは、問題を複数のコピーとして用意し、それらを相互に結びつけて解の精度を高める「量子アニーリング誤り訂正」手法を検討しました。コピー同士に、相互作用の競合（フラストレーション）を生み出すものを含む、慎重に設計した相互作用を加えたところ、従来の手法では解を見つけにくい条件でも、量子アニーラが最適解を見つけられることを示しました。 実際の量子アニーラを用いた実験では、一般に望ましくないとされる量子状態間の遷移を活用し、より短い計算時間で高い成功率を達成できました。 今回の成果は、量子相互作用を計算上のボトルネックの克服に活用する新たな知見をもたらします。また、実用化が近い量子コンピューティング技術の信頼性と実用性能を高める有望な方法を示しています。 |
| DOI | 10.1038/s42003-026-10947-w |
| 雑誌名 | Phys. Rev. |
| 巻号ページ |
A 114, 022470
|
| 出版年月日 | 2026年8月31日 |
Affiliations
1 Graduate School of Science and Technology, Keio University, 3-14-1 Hiyoshi, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 223-8522, Japan
2 Department of Applied Physics and Physico-Informatics, Keio University, 3-14-1 Hiyoshi, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 223-8522, Japan
3 Keio University Sustainable Quantum Artificial Intelligence Center (KSQAIC), Keio University, Tokyo 108-8345, Japan
4 Human Biology-Microbiome-Quantum Research Center (WPI-Bio2Q), Keio University, Tokyo 108-8345, Japan
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