【りょうしぼりゅーむ】

量子ボリュームとは？

最終更新: 2026年10月4日

💡 ランダム回路の実行能力を測る指標

量子コンピュータが、幅と深さの等しいランダムな量子回路をどの規模まで所定の基準で実行できるかを測る指標。ビット数だけでなく誤り率や接続性、回路の変換方法などの影響も受ける。

📌 このページのポイント

回路図は模式例。測定の成功条件を満たす最大サイズnに対してQV = 2ⁿとなる。図の16は実機の測定値ではない。

ひよこ

量子ビット数が多ければ、量子ボリュームも大きいの？

ペンギン先生

ビット数だけでは決まらないよ。ゲート操作や測定の誤り、ビット同士の接続、装置向けに回路を変換する方法なども影響する。量子ボリュームは、所定のランダム回路をシステムとして実行できるかを見る指標なんだ

ひよこ

どうやって測るの？

ペンギン先生

nビットでn層のランダム回路を複数用意し、装置で得た出力を理想的な分布と比べるよ。理想分布で確率が中央値より高い出力をheavy outputと呼び、その出力の割合が2/3を超えると統計的に判断できるかを調べる。一度正解が出れば成功、という測り方ではないんだ

ひよこ

スコアはどう計算するの？

ペンギン先生

幅と深さが同じ回路で、基準を満たす最大の規模をnとすると2のn乗だよ。仮に最大nが4なら16、5なら32になる。これは計算例で、特定の装置の測定結果ではないんだ

ひよこ

スコアが倍なら、仕事も倍速になる？

ペンギン先生

そういう意味ではないよ。この例なら最大の規模が4から5へ増えるとスコアは倍になるけれど、処理時間を測った値ではない。特定のアプリの性能や、任意の量子回路を実行できることまで保証しないんだ

ひよこ

量子ボリュームを大きくするには？

ペンギン先生

操作や測定の誤りを減らす、接続性を改善する、回路の変換を工夫する、といった方法が関係するよ。測定はハードウェアだけでなく、その回路を実行する仕組みも含む。同じ手順・条件で測ったかを確認して比較しよう

まとめ：ざっくりこれだけ覚えればOK！

「量子ボリューム」って出てきたら「所定のランダム回路を実行できる規模の指標」と思えばだいたいOK！

📖 おまけ：英語の意味

「Quantum Volume」＝量子ボリューム（量子体積）

💬 回路の幅と深さを考慮した規模の指標だよ。幅×深さという単純な面積ではなく、所定の実行基準を満たす規模から数値を定めるんだ

参考資料