光による量子コンピューターの実現に迫る手法を開発北海道大学、京都大学、科学技術振興機構 研究グループ
量子コンピューターは、量子力学の重ね合わせの原理を利用することで、素因数分解、分子の性質・化学反応のシミュレーションなどを現在のコンピューターよりはるかに高速に処理できることが期待されており、世界各国で盛んに研究・開発されている。量子コンピューターの基本単位である量子ビットとしては、超伝導の磁束、電子のスピンなどさまざまな候補があるが、同グループでは大規模な量子計算の実現に有利であるとされる光に注目してきた。しかし、光を用いた量子計算の実現には、370兆回の演算あたり1回以下の誤りしか許されず、現在の技術レベルでは達成が非常に困難だった。
これまでに同グループでは、光の性質を活用することで量子ビットに発生する誤りを訂正する能力を最大限引き出す方法「アナログ量子誤り訂正法」を開発してきた。今回、誤りの発生を極限まで抑えながら量子ビットを配列する方法注を新たに提案した。また、アナログ量子誤り訂正法と量子ビットの配列法を組み合わせることで、約1万回の演算あたり1回以下の誤りであれば量子計算が実現できるという、これまでの約100億倍誤りに強い方法を新たに開発した。この誤り率は現在の技術レベルでも到達可能なことから、光を用いた量子コンピューターの実現に大きく近づくことができた。今回、光を用いた量子コンピューターの現実的な構成法を明らかにしており、今後、この分野の発展をさらに加速させることが期待される。
