List of R & D issues研究開発課題

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

研究開発課題の概要

課題推進者1のグループと協同して、研究開発項目に取り組む。とりわけ本機関においては、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する。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早く具現化し、コンパイラ、アセンブラの開発を含めるマン・マシーン・インターフェースも構築していくことに特化している。

光量子コンピュータの開発要素は、大規模な汎用量子計算のためのシステムの構築と、誤り耐性を獲得するための補助状態の生成に分けて考えられる。本研究では、まず現状技術で大規模な汎用量子計算のためのシステムを構築し、光量子演算をシミュレートする。具体的には光ファイバーと光導波路を用いて、人力での光軸調整やメンテナンスをほとんどすることなく24時間365日安定に動作する光量子情報処理系に仕上げクラウドに上げる。このシステムは補助状態に関係なく動作し、光量子計算のためのプラットフォームとなる。このまま補助状態を付け加えないとエラーが大きく誤り耐性を持たないので、非ガウス型状態を時間分解能の高い光子検出器を用いた光子数識別測定により生成して、構築したプラットフォームへ加える。

こうして国内外で量子コンピュータとして動作しているとされる装置と同等以上のことを、光量子を用いてできることを示せることになり、次のステップとしてより多くのユーザー・研究者の協力を得てソフトウェア開発のためのツールを提供できるようになるであろうと期待できる。

04光量子コンピュータの
社会実装に関する研究開発

写真:東京大学 大学院工学系研究科 教授 古澤 明
課題推進者
古澤 明東京大学
大学院工学系研究科 教授

研究成果 Reaserch Result

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準備中

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。

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