情報通信研究機構

慶應義塾大学

東京理科大学

東京大学大学院理学系研究科

概要

国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長: 徳田 英幸）は、慶應義塾大学（塾長: 伊藤 公平）、東京理科大学（学長: 石川 正俊）、東京大学（総長: 藤井 輝夫）と共同で、量子コンピュータに最適な量子演算シーケンスをシステマティックに見つける手法の開発に初めて成功しました。

量子コンピュータがタスクを実行するためには、量子演算シーケンスを書く必要がありますが、今まではコンピュータの操作者が既存の方法（レシピ）に基づいて独自のやり方で、最適だと思われる量子演算シーケンスを書いていました。今回開発したのは、最適制御理論（GRAPEアルゴリズム）を応用し、考えられる全ての量子演算シーケンスの中から、理論的に最適なものを特定するシステマティックな手法です。

この手法は、数十量子ビットを含む中規模の量子コンピュータの有用なツールになると期待され、近い将来、量子コンピュータのパフォーマンスの向上や環境負荷低減への貢献が期待されます。

本成果は、2022年8月23日（火）に、米国の科学雑誌「Physical Review A」に掲載されました。

 

図：量子演算シーケンス（概念図）
水平方向の6本の青線は6つの量子ビットを表し、左側が入力、右側が出力を表す。左から順に演算が実行される。赤い四角は1量子ビット演算、2本の青線をつなぐ緑の縦の線分は2量子ビット演算を表す。最適な量子演算シーケンスは、最も少ない操作数で実現される。

 

なお、本研究成果は、フォトンサイエンス研究機構の仙場 浩一教授らが参加しています。

 

詳細については、情報通信研究機構 のホームページをご覧ください。