究極の大規模光量子コンピュータ実現法を発明～1つの量子テレポーテーション回路を繰り返し利用～
東京大学 工学系研究科の古澤 明 教授と武田 俊太郎 助教は、光路上で一列に連なった光パルスを用いる手法を生かしながら、どれほど大規模な計算も最小規模の回路構成で効率よく実行できる究極の光量子コンピュータ方式を発明しました。
今回の方法のポイントは、ループ構造を持つ光回路を用いた新手法により、計算の基本単位となる「量子テレポーテーション」回路１個を無制限に繰り返し用いて大規模な計算を行うことです。
本手法は、実用レベルまで大規模化しうる光量子コンピュータのデザインを追求した先に見いだした、究極の光量子コンピュータ方式であると言えます。これにより、原子・イオン・超伝導素子などの他の方式よりも桁違いに大規模な量子コンピュータが、室温・大気中動作という光のメリットを生かしながら、さらには量子雑音限界を克服する究極の光通信にも適用可能な形で実現できます。この光量子コンピュータは、原理的にはどれほど複雑かつ大規模な計算でも実現できるため、将来的にはさまざまな量子アルゴリズムやシミュレーションを実行するための標準的プラットフォームになると考えられます。また、本手法は最小規模の光回路しか必要としないことから、大規模な量子コンピュータの実装に必要なリソースやコストを大幅に減少させ、光量子コンピュータ開発にイノベーションをもたらすと期待されます。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ）戦略的創造研究推進事業（ＣＲＥＳＴ）の助成を受けて実施されました。
