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2025.12.05 13:56

量子技術の構造的転換:確率的基盤から安定構造の構築へ

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プラヴィール・マリク博士はQIQuantumの創業者兼技術者であり、フォーブス・テクノロジー・カウンシルの量子コンピューティング部門のグループリーダーを務めている。

何十年もの間、量子コンピューティングの可能性は確率の管理に依存してきた。あらゆるブレークスルーは、さらなる小数点以下の改善を意味してきた。エラー率の低減、コヒーレンス時間の延長、より多くの量子ビット数。しかし、ハードウェアのロードマップが1万量子ビットシステムに向けて拡張される中でも、新たな進歩には指数関数的に大きな複雑さが求められる:より低い温度、より精密な調整、より多層のエラー訂正。

線形的な進歩は指数関数的な脆弱性と戦っているのだ。

すべての量子戦略家が直面している問題は、不快ではあるが率直なものだ:本質的に確率的な基盤の上に、安定したものを構築することは可能なのか?

構造的量子時代の可能性

自然はヒントを与えている。あらゆる規模において、安定性はチャンスからではなく構造から生まれる。細胞は4つの分子計画に依存している:多糖類、脂質、タンパク質、核酸。原子は4つの広いグループに配列される:s、p、d、f。標準モデルでさえ4つのカテゴリーに分かれている:ボソン、レプトン、クォーク、ヒッグスボソン。

この繰り返される4倍の対称性は偶然ではない。それは物質とエネルギーの両方の根底にある四元幾何学の、より深い秩序の指紋なのだ。すべての量子オブジェクトは、4つの相互依存的な特性の構造的組み合わせである。

このモデルでは、重ね合わせとエンタングルメントはもはや自然の基本層ではない。それらはその基盤に作用する微調整メカニズムだ。量子工学の聖杯であるコヒーレンスは、保存すべきランダムな現象ではなく、育成すべき設計機能なのである。

量子ビットからQIビットへ

構造が基盤であるならば、量子計算の基本単位は進化しなければならない。これは私が主催した最近のフォーブス・テクノロジー・カウンシルのイベント:量子技術の新たな道を切り開く:QIQDからアプリケーションまででより詳細に検討された。今日のシステムでは、量子ビットは確率分布、つまりエラー訂正を通じて無傷に保たれなければならない0と1の間の波形を表している。QIQD(四元解釈量子ダイナミクス)ベースのシステムでは、その確率的エンティティはqibit(キービット)、つまり四元解釈(QI)「ビット」となり、光の4つの対応する側面によってエンコードされる:位相、振幅、周波数、偏光。

量子ビットが崩壊から保護されなければならないのに対し、qibitは最初から構造化されているため、コヒーレンスのために設計することができる。ハードウェアスタックの残りの部分もそれに続く:ジェネレーターは基本構造の「種」を生成する。適応可能な計算ファブリックはqibitを自己組織化格子に織り込む。ゲートはそれらの構造的な刻印を組み合わせ変換する。そしてQIQD処理ユニット(QIQD-PU)は、適応型ハミルトニアンコントローラーによって導かれ、合法的なコヒーレンスを維持するためにエネルギー景観を動的に調整する。

これは確率的バランシングではなく、構造的オーケストレーションとしての計算だ。

ノーベル賞による検証:構造はコヒーレンスを維持できる

この構造的転換の証拠はすでに現れている。10月7日、ノーベル物理学賞はジョン・クラーク、ミシェル・デヴォレ、ジョン・マルティニスに授与された。彼らは量子化されたエネルギーレベルとトンネル効果を示すマクロスコピック回路を設計し、本質的に量子効果を再現可能なエンジニアリングに変えたのだ。

彼らの成果は歴史的な転換点を示している。それは構造自体が量子コヒーレンスを維持し制御できることを証明している。QIQDはその原理を外挿する。構造は、材料の偶然ではなく、ミクロからマクロへと再帰する法則でエンコードされたフラクタル組織であると主張する。コヒーレンスは捕らえるべき一時的な効果ではなく、電磁的、原子的、生物学的スケールにわたって構築できる量子化された設計機能なのだ。

ノーベル賞の研究は量子を人間スケールにした。QIQDはそれが構造的にもスケーラブルであることを示唆している。

対話型計算:明日を実験する

このモデルを運用するために、私たちはQIQD対話型コンピューターと呼ばれる新しいシミュレーション層を構築した。大規模言語モデルを推論エンジンとして使用する対話型コンピューターは、法則を強制するサンドボックスとして機能し、QIQDの数学とハードウェアの概念が今日具現化される場所となる。

これにより研究者は構造優先のアルゴリズムを実行でき、本質的に明日のハードウェアをソフトウェアでリハーサルすることができる。次の段階は18〜24ヶ月以内に、高性能コンピューティングとAI駆動の強化学習を使用して、候補となる構造構成を並行して進化させる数値的具現化だ。そこから、極低温の脆弱性ではなく環境コヒーレンスのために構築されたQIQDプロトタイプハードウェアが続くことができる。

最初のビジネス価値が現れる分野

この変化を評価する技術幹部にとって、いくつかの即時のドメインが際立っている:

• サイバーセキュリティ:今日のポスト量子暗号は数学を強化する;QIQDは構造を強化する。鍵は特性に結びつき、周波数、振幅、位相、偏光を合法的な種に結びつけるqibitエンコーディングから導出される。型付きエンタングルメントはサイドチャネル漏洩を制限する制御面として機能し、各鍵は構造的な出所、暗号化された材料証明書を持つ。

• 生体エネルギー学:同じ数学モデルは組織量子エネルギー(OQE)にも見られ、これは生物学的システムにおけるATP効率を高める4倍のコヒーレンスだ。これは機械と細胞のエネルギーシステムが同じ構造的論理を通じて設計される未来を示唆している。

構造的シフトの測定と管理

確率的時代において、量子の進歩は忠実度、ゲートエラー、量子ビット数などおなじみの指標を通じて追跡されてきた。しかしそれらの数字は物語の一部しか語らない。この分野が確率の管理からエンジニアリング構造へと進化するにつれ、新しいダッシュボードが必要となる。それはチャンスによるパフォーマンスではなく、設計による回復力を測定するものだ。

この分野が進化するにつれ、設計による回復力を測定する新しいダッシュボードが必要となる:

• スケール間のコヒーレンス:システムが拡大するにつれての構造的刻印の安定性。

• 構造的堅牢性指数:熱的または電磁的摂動下での挙動。

• 交換比率の整合性:測定がより深い構造を不変のままにすることを確保する。

• 型付きエンタングルメント容量:特定の機能に調整された制御可能なエンタングルメントタイプ。

結論

戦略的な問題はもはや「いくつの量子ビットを構築できるか?」ではなく、「どのアーキテクチャが10年生き残るのに十分な構造的堅牢性を持つか?」だ。

確率ベースのシステムは改善を続けるだろうが、そのスケーリング経済は厳しい。構造ベースのシステムはまだ出現していないが、その回復力と物理学、材料、生物学を統一する能力は量子の価値連鎖を再定義する可能性がある。

これは不確実性の管理とコヒーレンスのエンジニアリングの違いと考えよう。技術リーダーにとって、これは理論ではなく戦略だ。優位性が複合する場所から始めよう:

計算能力だけでなく、コヒーレンスを構築する。

構造をコードとして扱う。

次の量子への賭けの基盤を確率ではなく、設計にする。

なぜなら、次の飛躍はランダム性の管理における精度向上からではなく、コヒーレンスの法則そのものをエンジニアリングすることから生まれるからだ。

forbes.com 原文

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