上田 宏

テンソルネットワークによる量子状態圧縮技術の高度化

研究者

上田 宏

研究概要

多様な量子状態を小さな情報量で表現するためにテンソルネットワーク（ＴＮ）という枠組みが注目を集めています。本研究では量子／古典計算機の混合環境下において堅牢に稼働する量子多体ソルバーをＴＮの導入によって達成します。特に、異なるクラスのＴＮの線形結合状態における物理量が量子計算機において容易に評価できる量子優位性を活用した解法を提案し、多様な量子状態をよりコンパクトに表現する手続きを構築します。

大久保 毅

テンソルネットワーク状態を活用した量子多体系基底状態計算手法の開発

研究者

大久保 毅

研究概要

本課題では、格子上で相互作用する量子スピン系を主たる対象として、NISQデバイスを用いた基底状態計算の大規模化、精緻化を目指した研究開発を行います。凝縮系物理の分野で発展しているテンソルネットワーク状態の知見を活用して、具体的な二次元量子系に対する最適な量子回路をデザインすることから始め、最終的には、一般的な二次元・三次元の量子多体系に適用可能なアルゴリズムの構築を目指します。

倉重 佑輝

量子－古典空間分離法を用いた量子多体系ソルバーの開発　

研究者

倉重 佑輝

研究概要

量子力学の基礎方程式に基づき、あらゆる物質の性質を予測することは物質科学の長年の夢です。量子計算機の発展により、その実現が現実味を帯びています。量子計算機のサイズが限られた段階では、古典計算機との連携が必要になります。本課題では両計算機の特徴を活かし、解の表現空間を量子古典で分離することにより、古典計算機では解くことの難しい、強く相関した量子多体系の問題を解くアルゴリズムを開発します。

杉﨑 研司

量子化学計算の高効率量子アルゴリズムの開発

研究者

杉﨑 研司

研究概要

これまでに報告されている量子化学計算のための量子アルゴリズムの多くは、高精度量子化学計算が本当に必要とされているような複雑な電子構造を持つ分子系への適用が困難です。本研究では基底状態の近くに多数の励起状態を持つような擬縮退系の高精度量子化学計算を量子コンピュータ上で効率的に実行できるような新規量子アルゴリズムの開発を行い、量子コンピュータを実際の化学研究に役立てられるような理論枠組みを創造します。

杉山 太香典

量子演算の高精度化基盤技術開発

研究者

杉山 太香典

研究概要

本研究では、基本量子演算の評価手法開発、制御系の較正手法開発、ノイズ源特定手法開発、ソフトウェア開発、の４つの研究を行います。３つの手法開発ではそれぞれ理論研究、数値実験、物理実験、に取り組みます。理論研究では量子物理・量子計算・統計学のアプローチを発展させ、既存手法の欠点を克服した優れた手法を開発します。数値実験と物理実験では開発手法の有用性を実証し、ソフトウェアは開発後順次公開します。

鈴木 泰成

ヘテロジニアスな設計と制御に基づく誤り耐性量子計算

研究者

鈴木 泰成

研究概要

現実的な量子デバイスには量子特有の複雑な不均質さが存在し、これを的確に扱うことが量子デバイスを実用的な計算機の規模に拡張する上での課題となっています。本研究では量子エレクトロニクスの設計と制御における不均質さを計算機設計のために扱うための理論的な枠組みを構築します。さらに、この枠組みに基づき量子デバイスの不均質さを積極的に活用した、拡張性と性能に優れたヘテロジニアスな誤り耐性量子計算を提案します。

Darmawan Andrew Sudiro

実世界における量子計算に向けた数値的解析

研究者

Darmawan Andrew Sudiro

研究概要

量子情報処理技術は次世代の情報技術として注目を集めていますが、実際の実験環境ではノイズを無視することが出来ないため、理論的に期待される量子情報処理タスクを実行するためには、ノイズの影響を理解し制御することが必要不可欠です。本研究では、実際の実験に即した状況で量子情報デバイスを解析するための数値計算手法を開発し、ノイズが量子情報処理技術にどのように影響するかを明らかにします。

平石 秀史

量子ハイブリッド組合せ最適化アルゴリズム開発

研究者

平石 秀史

研究概要

組合せ最適化問題に対し、パラメータ化アルゴリズム理論の枠組みを用い、現実のデータで高速動作する量子・古典ハイブリッドアルゴリズムの開発を行います。特に、グラフ・マトロイド分解理論を用い、データを古典計算が容易な部分と困難な部分に分解し、古典計算困難なタスクに対し量子計算サブルーチンを開発することで、量子ハイブリッド化による計算性能向上を行うと同時に、量子計算機の実機で性能向上の検証を行います。

松崎 雄一郎

完全秘匿性を実現する量子IoTアーキテクチャの構築

研究者

松崎 雄一郎

研究概要

近年、IoT（モノのインターネット）の進展は目覚ましいものがあります。しかし、IoTでは身の回りのものがインターネットにつながるため、セキュリティ対策が重要となります。本研究では、量子性を用いて、完全な秘匿性の保証されたIoTの理論的枠組みを提案します。量子センサ、量子コンピュータ、量子通信を統合化させることで、高効率・高速・安全な情報処理システムを構築して、超スマート社会の実現に貢献します。

水上 渉

計算化学のフロンティアを拓く革新的複素数波動関数量子シミュレータの開発

研究者

水上 渉

研究概要

本研究では、従来の量子化学プログラム・パッケージが苦手とする複素数波動関数の現れる問題をターゲットとして、古典・量子ハイブリッドアルゴリズムの開発と、それを実行するシミュレータの実装をおこないます。相対論効果が強く現れる重原子系や固体表面上の光化学反応など、量子化学計算において未成熟な領域に光を当て、量子コンピュータの有望な応用領域を開拓することを目指します。