ハードウェア開発企業IonQ, Inc.は、量子低密度パリティ検査（qLDPC）符号、トポロジカル符号、連接符号という3つの構造ファミリーにわたる9種類の異なる量子誤り訂正符号を、単一の非再構成イオントラッププロセッサ上で同時に実験的に実行したと報告した。オープンアクセスのarXivリポジトリに掲載された技術論文において、研究チームは40個のバリウム（133Ba+）同位体の線形鎖を利用し、最近接平面境界に対する代替メモリスキームを評価した。イオントラップシステム固有の全結合性を活用することで、このアーキテクチャ実証は動作損益分岐点寿命を達成した。これは、複合論理量子ビットの状態生存時間が、それを構成する物理量子ビットのコヒーレンス基準値と一致するか、わずかに上回るパラメータ領域である。
従来のイオントラップアーキテクチャに典型的な、深刻な空間移送および共感冷却オーバーヘッドなしに繰り返し安定化測定ラウンドを実行するため、プロセッサは光学-準安定-基底（OMG）原子準位構造の特殊実装を活用している。物理量子ビットは、操舵可能な532nmラマンビームを使用して基底多様体内で初期化および操作されるが、中間回路測定ブロック中は、グローバル1762nmレーザーが傍観データ量子ビットを準安定多様体にシェルビングし、環境光学クロストークから保護する。読み出しアンシラは選択的に基底状態にデシェルビングされ、並列蛍光収集が行われ、同時測定チャネルおよびその場共感冷却ノードとして機能する。この統合された二重目的構成により、専用の冷却イオン種や局所的な空間シャトリングルーチンの必要性が完全に排除され、物理サイクル期間が統合読み出し操作によって定義されるパイプライン化されたウィンドウまで圧縮される。
誤り訂正メモリ実験では、進行的なシンドローム間隔にわたって符号容量を評価し、古典的最小重量完全マッチングビームデコーダを適用して蓄積されたノイズベクトルを再構成した。4つの論理量子ビットを18の物理コンテナに包む二変量バイシクルBB5 qLDPC符号を駆動するように構成された場合、このアーキテクチャは、長距離ハードウェアカプラを利用した従来の固体超伝導トランズモン実装と比較して、Z基底誤差で4分の1、X基底誤差で9分の1というサイクルあたり論理誤り率を達成した。厳格な非事後選択チャネル減衰速度定義の下で、最高性能構成は重み5の一般化GB4 qLDPCマトリックスから得られ、基礎となる物理量子ビット緩和ベースラインの1.1秒と比較して、合計論理メモリ寿命3.95秒を達成した。
詳細なハードウェア・ソフトウェア協調設計論文は、オープンアクセスのarXivリポジトリから直接アクセス可能である。
2026年6月6日
