黄海 仲星

量子優位性を導く古典協働シミュレーション基盤構築

グラント番号：JPMJPR25F1

研究者

黄海 仲星

研究概要

高度な古典計算技術との融合により量子リソースを最小化し、近未来の量子計算機で実行可能な、量子シミュレーションの基盤アルゴリズムを新たに創出します。アーキテクチャ設計からハード実装に至るまでを統合的に最適化した実装法を体系化した上で、高速な実行環境をライブラリとして提供します。これらの開発基盤をもとに、最小限の量子リソースで実用的な量子優位性の実証をするための理論的枠組みと具体的な道筋を示します。

キム ビョンギ

極超音波フォノニックナノ共振器を用いた量子波動変換機構の探求

グラント番号：JPMJPR25F2

研究者

キム ビョンギ

研究概要

極超音波ナノ共振器は量子エレクトロニクスと光子を繋ぐブリッジとして期待されていますが、複数の量子インターフェースを強結合させることは依然として困難であり、変換効率の向上が課題であります。本研究では、ピエゾプラットフォームを舞台に、電気・機械・光の強結合を可能とするハイブリッド型量子インターフェースの機構を解明し、先端ナノ加工技術を活用することで、コヒーレントな量子変換器の実現に挑戦します。

白井 菖太郎

単一磁束量子回路による量子-デジタルインターフェースの開発

グラント番号：JPMJPR25F3

研究者

白井 菖太郎

研究概要

本研究では低発熱かつ極低温環境で動作可能な単一磁束量子回路と高コヒーレンス超伝導量子回路の知見を融合し、超伝導量子コンピュータの大規模化を制限する室温制御系からの多数の配線が必要ない超伝導量子ビット制御・読み出しシステムを開発します。単一磁束量子回路を活用してアナログ-デジタル変換を行い、量子誤り訂正等を実行する上位のレイヤとの接続に不可欠な量子-デジタルインターフェース技術基盤の創出を目指します。

高島 秀聡

スピン制御による誤り耐性光量子技術の基盤技術開拓

グラント番号：JPMJPR25F4

研究者

高島 秀聡

研究概要

本研究では、光子を用いた誤り耐性型量子技術の実現に向け、スピンと光子とのハイブリッド系を利用した量子もつれ光子生成技術の開発を目指します。そのために、不純物欠陥中心内包ダイヤモンド導波路を開発し、スピンと光子との量子もつれを実現します。さらに、この技術に基盤として複数スピン間の量子もつれを形成し、スピン制御に基づく革新的な誤り耐性光量子技術の基盤を開拓します。

永野 廉人

量子古典融合アルゴリズムを用いたゲージ理論の大規模シミュレーションに向けた総合的な回路設計と性能評価

グラント番号：JPMJPR25F5

研究者

永野 廉人

研究概要

本研究では、格子ゲージ理論の量子アルゴリズムを用いたシミュレーションのための回路設計、ならびに計算量と計算精度の評価を行います。ここでは特に、量子古典融合アルゴリズムを用いて2次元の非可換ゲージ理論の誤差を調べます。これにより連続極限に必要な計算量を具体的に明らかにし、将来の3次元系のシミュレーションへの足がかりを築きます。

西村 亘生

分子工学が導く光検出核磁気共鳴による量子計測

グラント番号：JPMJPR25F6

研究者

西村 亘生

研究概要

電子スピンを活用する量子ナノセンサは、緩和時間に限界があります。対して核スピンは溶液中の分子内でも電子スピンを凌駕する緩和時間を有しています。そこで本研究では、核スピン選択的な光反応と発光性を両立する分子を新たに設計することで光読み出しを実証し、高感度な量子ナノセンサを開発します。ミリ秒を超える長時間時系列解析を達成することで、新世代の量子計測技術を創出します。

箱嶋 秀昭

早期誤り耐性量子計算機の実用化に向けた仮想空間上の操作の発展

グラント番号：JPMJPR25F7

研究者

箱嶋 秀昭

研究概要

量子誤り訂正を部分的に組み込んだ、早期誤り耐性量子コンピュータ（Early-FTQC）が注目を集めています。本研究では、仮想空間上の操作と呼ばれる、古典処理も含めた操作を応用することで、ノイズの影響を効果的に削減し、早期誤り耐性量子コンピュータ向けの量子アルゴリズムを開発します。

吉田 聡太

3体相互作用する量子多体系

グラント番号：JPMJPR25F8

研究者

吉田 聡太

研究概要

核子多体系は、短距離斥力・中距離引力・三体力が共存する強相関量子系であり、古典計算・量子計算の双方において極めて挑戦的な課題です。本研究では、核子系に適した状態作成、三体力の潜在表現、量子アルゴリズム、ソフトウェア基盤を統合的に開発します。これにより、三体力を陽に扱う新たな量子シミュレーション技術を確立し、量子ソフト・ハードの双方に対する独自のテストベッドを提供します。

世永 公輝

量子デジタル統合型深層学習に向けた基盤技術の構築

グラント番号：JPMJPR25F9

研究者

世永 公輝

研究概要

本研究では「古典的なデジタルコンピューティング」「量子インスパイアド機械学習」「量子シミュレーション」「量子古典ハイブリッド深層学習」を統合した量子デジタル統合型深層学習の基盤構築を目的としています。実用化まで時間を要する量子コンピュータに固執せず、古典的なデジタルコンピュータで実行可能な量子深層学習技術を確立させ、量子効果が学習性能にどのような影響を与えるかを明らかにします。

米田 成

量子もつれ二光子吸収ホログラフィック顕微鏡の創生

グラント番号：JPMJPR25FA

研究者

米田 成

研究概要

二光子吸収ホログラフィック顕微鏡は，脳の高次機能を解明するために，神経活動の観察・操作が可能ですが，二光子吸収現象の発生に高出力な超短パルスレーザーが必要であり，細胞が退色し観察できる時間が制限されていました．本研究では，高効率に蛍光を生じさせる量子もつれ二光子吸収を融合したホログラフィック顕微鏡を創生し，超低侵襲で長時間にわたる神経活動の観察・操作を実現し，神経科学の発展に貢献します．

REGULA Bartosz

情報理論的・数学的手法による量子情報処理の限界の解明

グラント番号：JPMJPR25FB

研究者

REGULA Bartosz

研究概要

量子技術の進展に伴い、量子現象の多様な利用法を最適化し、量子資源を実用的に活用する能力の究極的限界を明確にすることが重要です。本研究では、量子情報の情報理論的構造を基盤に、情報理論的手法の研究を推進するとともに新たな数理的方法を開発し、量子通信および一般的な量子情報処理プロトコルの性能評価と限界の特徴づけに資する新たな理論手法を構築します。