はじめに

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量子コンピューティングは、効率的な古典アルゴリズムが知られていない（あるいは存在しない可能性がある）計算タスクに対して、効率的な解決策を実現する可能性を秘めています。 しかし、いつか可能になることを期待している大規模な量子計算を確実に実行できるようになるまでには、克服すべき非常に重大な課題が存在します。

問題の核心は、量子情報が極めて脆弱であるという点です。文字どおり、ただ「見る」だけで壊してしまうことがあります。 そのため、量子コンピューターが正しく動作するためには、内部に保持している量子情報を周囲の環境から極限まで遮断する必要があります。 しかし同時に、量子コンピューターはその量子情報に対して非常に精密な制御を提供しなければなりません。適切な初期化、正確で信頼性の高いユニタリ演算、そして計算結果を取り出すための測定能力がその例として挙げられます。 これらの要件の間には明らかな緊張関係があり、量子コンピューティングの黎明期には、量子情報の脆弱性や不正確さ・環境ノイズへの感受性が、最終的に量子コンピューティングを不可能にするだろうと考える研究者もいました。

今日、正確で信頼性の高い大規模量子コンピューターを構築することが並外れた挑戦であることに疑いの余地はありません。 しかし、この取り組みを支える重要なツールがあります。それが量子誤り訂正です。このツールの存在から、この分野に精通した多くの人々が、大規模量子コンピューティングがいつか現実になることに楽観的な見通しを持っています。

このコースでは、基礎に重点を置いて量子誤り訂正を学んでいきます。 このレッスンでは、量子誤り訂正を初めて概観します。発見された最初の量子誤り訂正符号である 9量子ビットのショア符号 を取り上げ、また量子誤り訂正における基礎的な概念である誤りの離散化についても説明します。

レッスン動画

次の動画では、John Watrous がこのレッスンの内容（量子誤りの訂正）を解説しています。別ウィンドウで開く場合は、このレッスンのYouTube動画をご利用ください。このレッスンのスライドをダウンロードすることもできます。