研究者が量子コンピューティングのイノベーションで世界記録を樹立

テキサス大学サンアントニオ校（UTSA）の研究者チームが、量子コンピューティングのイノベーションで世界記録を樹立しました。物理学と天文学科の助教授であり、工学と統合設計学部の電気工学科のR. Tyler Sutherland氏が、記録樹立実験の新理論を開発しました。

サザーランド氏は、量子光学の研究経験を持っています。彼はパーデュー大学で博士号を取得し、ローレンス・リバモア国立研究所でポスドク研究を行いました。彼の研究には、量子コンピューターの実験的な応用が含まれていました。

世界記録

チームは、レーザーを使用せずに最も正確なエンタングルゲートを実現する世界記録を樹立しました。エンタングルゲートは、2つのキュービットの2番目のキュービットに対して、1番目のキュービットの状態に基づいて操作を実行します。

新しい量子コンピューティングの成果についての論文は、科学雑誌ネイチャーに掲載されました。論文のタイトルは「高忠実度のレーザー不要のユニバーサル制御を備えたトラップドイオンキュービット」です。

「例えば、キュービットAの状態が0の場合、エンタングルゲートはキュービットBに対して何もしません。しかし、キュービットAの状態が1の場合、ゲートはキュービットBの状態を0から1または1から0に変化させます」とサザーランド氏は述べています。 「エンタングルゲートという名前は、キュービット間で量子力学的特性である『エンタングルメント』を生成できるという事実から来ています」。

「レーザー不要」のエンタングルゲート

サザーランド氏によると、エンタングルゲートが「レーザー不要」になると、量子コンピューターはより使いやすくなり、コストも削減されます。レーザーの費用は数千ドルですが、統合回路の価格ははるかに低く、同じ動作を実行できます。

「レーザー不要のゲート方法は、レーザーを使用する場合に伴うフォトン散乱、エネルギー、コスト、キャリブレーションの欠点がない」とサザーランド氏は述べています。 「代替ゲート方法は、レーザーと同じ精度でマイクロ波を使用し、マイクロ波はより安価でキャリブレーションも容易です」。

量子コンピューターの多くの革命的な応用の中で、最も重要なものの1つは、量子力学的プロセスをシミュレートできることです。化学反応などがこれにあたります。量子コンピューターは、特定の問題を解くために必要な実験的な試行錯誤を指数関数的に削減できます。量子コンピューターは、コンピューティングの最も複雑な問題を解決でき、クラシカルなスーパーコンピューターよりもはるかに高速に解決できます。

「広く言えば、私の研究の目標は、人間が量子力学をより制御できるようにすることです」とサザーランド氏は述べています。 「人々に自然の別の部分を制御する力を与えることは、新しいツールキットを与えることです。彼らが最終的にそれで何を作るかは不確かです」。