[量子機能] 平成29年度採択課題

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猪股 邦宏

量子プロセッサーの大規模化へ向けた量子インターコネクションの基盤技術の創成

研究者
研究概要

万能型量子コンピュータを実現するためには,量子ビットの集積度を高めても量子コヒーレンスが損なわれない技術の開発が必須となります.本研究では,空間的に離れた複数の超伝導量子ビット間や量子チップ間をマイクロ波光子によって量子的に接続する”量子インターコネクション”の基盤技術の創生に挑みます.この技術を基に,万能型量子コンピュータの実現に必須となる量子プロセッサーの大規模化へアプローチします.

川上 恵里加

ヘリウム表面上の電子を用いた万能デジタル量子コンピューターの実現へ向けて

研究者
研究概要

ヘリウム表面上の電子は、真空中に浮いている電気的にも磁気的にもクリーンな系で、これらを量子ビットとして用いると、量子コンピューター実現のために必要とされる演算精度を達成できることが期待されています。これらの量子ビットを2次元に並べ、表面符号を用いた量子誤り訂正を行うことにより、万能デジタル量子コンピューターの実現を目指します。

小塚 裕介

量子計算のための高品質酸化亜鉛を用いた材料基盤創出

研究者
研究概要

信頼性の高い量子計算を行うために、外部擾乱の影響を受けにくい量子系の構築が望まれています。本研究では、そのための材料基盤として、酸化亜鉛の2次元電子系が磁場中で示すトポロジカル状態と超伝導体の接合を用いることを提案します。酸化物は化合物半導体に比べ超伝導体との良質な接合が形成しやすくいことに注目し、材料プロセスの改良を行うことで、安定した量子状態の形成と操作手法の確立を目指します。

武田 俊太郎

プログラマブルなループ型光量子プロセッサの開発

研究者
研究概要

光を用いた量子コンピュータは、室温で動作可能・通信に利用可能という利点を持つ一方で、拡張性・汎用性の乏しいものでした。本研究では、シンプルなループ型光回路を動的に制御するという独自のアイデアで、与えられたプログラムに従ってどのような計算も決定論的に実行可能な、汎用光量子コンピュータのアーキテクチャーを実現します。これにより、あらゆる量子情報プロトコルのプラットフォームを提供することを目指します。

中島 秀太

冷却原子系を用いた量子時空ダイナミクスシミュレータ

研究者
研究概要

近年、量子多体系の物理、量子重力、量子情報理論の深い関わりが明らかになる中で、ブラックホール情報問題が孤立量子多体系における非平衡ダイナミクスや量子カオスの問題と関係することが分かってきました。そこで本研究課題は、高度に制御可能な2次元光格子中の冷却原子系を構築し、運動の自由度・相互作用を併せ持つこの系に対してブラックホールの量子カオス性の指標とされる非時間順序相関関数を測定することを目指します。

橋坂 昌幸

準粒子量子光学の確立に向けた量子ホール回路技術

研究者
研究概要

量子多体系における多くの物理現象は、相互作用の繰り込まれた準粒子の運動として記述されます。電子や光子ではなく準粒子の量子状態制御を考えることで、量子多体系ならではの新機能技術を創出できる可能性があります。本課題では量子多体効果を活用した新規エレクトロニクスの創出を最終目標に掲げ、準粒子に対する量子光学実験を行うためのプラットフォームとして、量子ホールエッジ状態を用いた回路技術の確立を目指します。

馬場 基彰

量子状態の制御と保護を両立させる相転移環境

研究者
研究概要

量子力学の特性を活用した量子技術の社会的な実用化のために,量子力学特有の状態(量子状態)の制御と保護に関するトレードオフ問題の解消を目指します.これまで量子状態を乱すノイズ源の除去によるトレードオフ改善が進められてきましたが,本研究ではノイズ源ごと環境を人工的に相転移させます.環境の状態密度にエネルギーギャップを開け,ノイズをピン止めすることで,トレードオフ問題の根本的な解消を試みます.

フレイザー マイケル

励起子 - ポラリトンにおける強相関トポロジカルハルデーンモデルの実現

研究者
研究概要

非可換エニオンは量子情報を堅牢に保存し処理することができる粒子であり、トポロジカル量子コンピュータの開発のために必要とされていますが、実験ではまだ明確に観察観測されていません。 この研究は、光-物質ハイブリッド系(励起子 - ポラリトン)におけるハルデーンモデルを実現し、光学的に制御可能なエニオンを生成し、トポロジカル量子情報のための新しい高度に制御可能なプラットフォームを創出することを目的とします。

堀切 智之

量子ネットワーク構成技術とその応用研究

研究者
研究概要

通信やクラウド量子計算などの完全なセキュリティへとつながる長距離量子通信ネットワーク技術開発を行います。システム実装に向け必要な要素である量子光源、量子メモリー、波長変換、周波数安定化技術の開発および統合、更には次世代クラウド量子計算などの量子技術に向けた研究開発を行います。

森前 智行

セキュアクラウド量子計算における量子スプレマシー

研究者
研究概要

クラウド量子計算機上で、量子スプレマシーを実現する理論的方法を提案します。クラウド量子計算はセキュアであり、計算内容はサーバーに漏れないような方法で実現されます。また、サーバーが正しい量子計算を行っているかどうかの検証もできるようにします。量子スプレマシーについては、特に、IQP回路とDQC1回路という二つの非ユニバーサル量子計算モデルを考え、それらが古典計算機でシミレートできたら多項式階層が崩壊することを利用します。

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