大阪大学大学院教授・藤井啓祐氏に聞く
（１）量子超越を可能にしたエンジニアリング視点

物理学者のおもちゃからエンジニアの対象物へと昇華

桐原　2000年の頭ぐらいには、量子コンピューターの実現なんて50年ぐらいは難しいだろうと言われていましたよね。

藤井　私が研究を始めた頃は、50年どころか100年たっても絶対できないと言っていた人がいっぱいいました。

桐原　その時点では、何が最も困難だと思われていたのでしょうか。

藤井　やはり量子ビットの数を増やして精密に制御することが難しいと考えられていました。ひるんでいたと言ってもいいでしょう。長らく１量子ビット、２量子ビットでなかなか精度が上がらなかったし、ノイズレベルもなかなか下がらない状況が続いていましたから。加えて、物理学者が量子コンピューターの実現にそれほど興味がなかったこともあります。物理学者は、新しい現象を発見することに命をかけていますから、ノイズがあるものをきれいにするというようなエンジニアリングは、得意な分野ではありません。「カイゼン」はインパクトのある物理学研究として評価されませんから。

桐原　ブレイクスルーのためにはエンジニアリングという視点が不可欠だったのですね。

藤井　Googleが量子コンピューターの研究を始めるときに、ジョン・マルティニス¹が率いる研究グループを丸ごと抱え込みました。ここで、研究者たちがとことんエンジニアリングをやって、きれいに量子ビットを動かすことに成功しました。きちんとエンジニアリングをすれば、きれいに量子ビットを並べて動かすことができるということが示されたことが重要です。どれだけきれいかと言うと、エラーレートが10のマイナス３乗で、1000回に１回しか壊れない。その前の時代は10回に１回壊れるぐらいのレベルだったので、２桁ぐらい精度が良くなったわけです。そのレベルのまま量子ビットの数を増やせば、いずれエラーの問題はエラー訂正で解決できる見込みが立つわけです。大規模化できればエラー訂正ができるんじゃないか、大規模な量子コンピューターが作れるのではないかというので、マルティニスの結果から研究者たちのマインドが変わりました。大規模な量子コンピューターを作るためには、どういうエンジニアリングをしないといけないかを考えるようになった。つまり量子コンピューターを物理学者のおもちゃからエンジニアの対象物へと昇華させたことで一気に研究が進んだのです