Development of
Large-scale Fault-tolerant Universal
Optical Quantum Computers

従来のコンピュータは0か1で情報を表現し計算を行なっていますが、量子コンピュータは0と1両方の情報を保持でき、その性質を利用することで何通りもの計算を瞬時に行うことができます。
しかし、計算の正確性の課題や得意とする計算が限られていることなどから汎用的なコンピュータとして利用するのは難しいと考えられてきました。

本プロジェクトでは、量子コンピュータの汎用化という課題に光量子技術を用いて挑みます。
現在利用されている量子コンピュータは電気信号が使われていますが、私たちが開発している光量子コンピュータは電気信号の代わりに光信号を使います。光はクロック周波数が高く、電気信号より早く計算を行うことが可能です。

量子もつれの3Dモデル
量子もつれの
3Dモデル

List of R & D issues研究開発課題一覧

研究開発課題01
時間領域多重汎用光量子
コンピューティングに関する研究開発

低い誤り耐性閾値量子誤り訂正法として期待されている、GKP量子ビットと呼ばれる状態を用い、連続量誤り訂正のハイブリッド誤り訂正法を研究開発する。

研究開発課題02
超伝導光子数識別器に関する
研究開発

誤り耐性型の汎用量子コンピュータ実現のためにはGKP量子ビットおよび魔法状態と呼ばれる特殊な量子状態の生成が必須である。60光子以上を識別でき、動作帯域1GHz、量子効率99%以上の超伝導光子数識別器の開発をする。

研究開発課題03
導波路光パラメトリック増幅器および
光量子導波路回路に関する研究開発

誤り耐性閾値を超える状態でも十分に動作する量子テレポーテーションチップを実現するため、導波路光パラメトリック増幅器および光量子導波路回路デバイスの実現を目指す。

研究開発課題04
光量子コンピュータの
社会実装に関する研究開発

光量子コンピュータの社会実装を目指すことを主目的とし、クラウドコンピュータとして運用できる実機をハードウェアとして具現化し、コンパイラ、アセンブラの開発を含めるマン・マシーン・インターフェースの構築を目指す。

Project Structure

誤り耐性型大規模汎用
光量子コンピュータの研究開発

プロジェクトマネージャー
古澤 明 東京大学 大学院工学系研究科 教授
東京大学大学院工学系研究科教授。
1961年、埼玉県生まれ。1984年、東京大学工学部物理工学科卒業。
1986年、同大学大学院工学系研究科物理工学専攻修士課程修了、株式会社ニコン入社。東京大学先端科学技術研究センター研究員、カリフォルニア工科大学客員研究員、東京大学大学院工学系研究科助教授を経て、2007年から東京大学大学院工学系研究科教授。著書に『量子テレポーテーション』『量子もつれとは何か』などがある。

ムーンショット型研究発事業目標6

2050年までに、
経済・産業・安全保障を飛躍的に発展させる
誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現

従来のコンピュータの進歩が限界に達しつつあるといわれるなか、爆発的に増大する様々な情報処理の需要に対応しうる量子コンピュータが注目を集めています。多様かつ複雑で大規模な実問題を量子コンピュータで高速に解くには、量子的な誤りを直しながら正確な計算を実行する誤り耐性型汎用量子コンピュータの実現が鍵となります。そのため、本研究開発プログラムでは、ハードウェア、ソフトウェア、ネットワーク及び関連する研究開発を推進していきます。
私たちの「誤り耐性型大規模汎用光量子コンピュータの研究開発」では、独自に開発した量子ルックアップテーブル法を発展させ、大規模な誤り耐性のある量子演算を実現します。それにより、2050年には、常温動作を特徴とする大規模な光量子コンピュータの実現を目指します。

News & Press release

  • 2024.02.29
    お知らせ
    国際的な総合科学雑誌Nature (2024年2月29日号)に、Nature Focal Point on Quantum computing in Japan特集の一部として、古澤研の記事広告"Quantum computers move into the light"が掲載されました。
    https://www.nature.com/articles/d42473-023-00436-7
  • 2022.03.10
    お知らせ
    当プロジェクトのウェブサイトが公開されました

お問合わせ

ムーンショット型研究開発制度、各プロジェクト内容や当プロジェクトに関するお問い合わせは該当の担当部署へ願いします。

  • ロゴ:国立研究開発法人科学技術振興機構ムーンショット型研究開発事業
  • ロゴ:国立研究開発法人科学技術振興機構
  • ロゴ:国立大学法人 東京大学
  • ロゴ:東京大学大学院工学系研究科総合研究機構
  • ロゴ:理化学研究所量子コンピュータ研究センター
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