480ナノ秒の攻防——量子コンピュータ、誤り訂正が「間に合う」時代に入った2026年

量子コンピュータの開発競争は、ここ数年で「量子ビットの数をどれだけ積み上げるか」という量の勝負から、「発生したエラーをどれだけ速く、正確に取り除けるか」という質の勝負へと軸足を移しつつある。地味に聞こえるかもしれないが、この「エラー訂正の速さ」こそが、量子コンピュータが実際に役立つかどうかを決める最大の関門だとされる。2025年末から2026年にかけて、この分野で具体的な数字を伴う前進が相次いで報告された。量子コンピュータが「使える道具」になる日は、思ったより近いのか、それともまだ遠いのか——最新の動きを追ってみたい。

なぜ「速さ」がボトルネックなのか

量子ビットは、外部からのわずかな振動や熱、電磁波の影響で、計算の途中でも状態が乱れてしまう非常に壊れやすい存在だ。この乱れ(エラー)を放っておくと、計算結果はあっという間に信頼できないものになる。そこで使われるのが「エラー訂正」という仕組みで、複数の物理的な量子ビットを束ね、その中の情報を相互にチェックし合うことで、まとまり一つを実質的に一つの壊れにくい量子ビット(論理量子ビットと呼ばれる)として扱う。

問題は、このチェック作業(専門的には「デコーディング」と呼ばれる)には計算が必要で、それ自体に時間がかかることだ。エラーが発生するペースよりもデコーディングが遅ければ、未処理のエラー情報がどんどん溜まっていき、いずれ計算全体が破綻してしまう。つまりエラー訂正は、発生するエラーに「間に合う」速さで行われて初めて意味を持つ。この「間に合わせる」ことの難しさが、長年、量子コンピュータの実用化を阻む壁として立ちはだかってきた。

IBMと富士通、それぞれの前進

2025年11月、IBMは実験用プロセッサ「IBM Quantum Loon」を発表し、耐故障型(エラーに強い)量子計算に必要なハードウェア要素をひと通り実証したと明らかにした。同時に、「量子LDPC符号」と呼ばれる、少ない量子ビットで効率よくエラー情報を扱う方式を使い、480ナノ秒(1000万分の4.8秒)未満という短い時間でエラー箇所を特定する「リアルタイムデコーディング」に成功したという。これは従来の主要な手法と比べて10倍の速さに当たり、当初の計画より1年前倒しでの達成だとしている。IBMは2029年までに大規模な耐故障型量子コンピュータを完成させる計画を掲げる。

日本では富士通が2025年8月、2030年度に1万物理量子ビットを超える超伝導方式の量子コンピュータを作る研究開発を始めたと発表した。同社は2025年4月に256量子ビットの機体を開発しており、2026年度には1,000量子ビットの開発を目指している。1万量子ビット超の機体で狙うのは、250個の「論理量子ビット」を動かすことだ。NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)の事業の中で、多数の量子ビットの測定結果を集めてエラー箇所を推定するデコーディング技術の開発にも取り組むとしている。

学術研究が示す、さらに先の数字

こうした企業の発表を裏付けるように、学術分野でもデコーディングの高速化・高精度化を目指す研究が進んでいる。Maanらが2025年10月にarXivで公開した論文(査読前)では、「GARI」と名付けた新しい手法を使い、量子LDPC符号のエラー訂正で生じがちな誤判定の原因(短い"循環"構造)を解消する工夫を加えたところ、専用の演算チップ(FPGA)上での平均デコーディング時間が273ナノ秒まで縮まり、99.99%のケースで1マイクロ秒(100万分の1秒)以内に処理が完了したと報告している。さらに、実用的なエラー発生率の条件下では、10億回に7回程度しか訂正しきれないエラーが残らない計算精度を達成したとしている。ナノ秒単位というと実感が湧きにくいが、これは「エラーが起きてから、次のエラーが起きるまでの間に、余裕を持って判定を終えられる」速さに近づいてきたことを意味する。

デコーディングが間に合っても、まだ足りないもの

一方で、こうした前進がそのまま実用につながるわけではない。IBMは「2026年末までに、検証された量子優位性の最初の例が確認される」「2029年までに大規模な耐故障型量子コンピュータを作る」という見通しを示している。これに対し、Googleの研究者クレイグ・ギドニーは2025年の論文(査読前)で、広く使われているRSA暗号(2048ビット)を1週間足らずで解くには、エラーのある物理量子ビットが100万個近く必要になると見積もった。以前の見積もりの2,000万個からは大きく減ったが、富士通が2030年度に目指す1万個とはまだ2桁の開きがある。デコーディングが間に合うようになることと、役に立つ規模の計算ができることの間には、なお距離がある。

「量子コンピュータが世界を変える」という話は、ともすれば量子ビットの個数という派手な数字ばかりが注目されがちだ。しかし今回見てきたように、実用化を左右しているのは、ナノ秒単位の地味な攻防——発生したエラーを、次のエラーが来る前にどれだけ静かに、確実に片づけられるか、という積み重ねである。星屑のような小さな進歩が、いつか大きな計算能力として結晶化する日を、これからも記録していきたい。