新しいハードウェア・アプローチは新しい量子コンピューティング・パラダイムを提供する(Novel hardware approach offers new quantum-computing paradigm)

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2023-08-15 ロスアラモス国立研究所(LANL)

◆量子コンピューティングにおける新しいアプローチが提案されました。このアプローチは、自然な量子相互作用を利用し、従来の複雑なゲートによる量子コンピュータとは異なり、問題を高速に処理できる可能性があります。ダイヤモンドの欠陥などの自然な系において、単純な磁場を使用してキュビット(量子情報の基本単位)を回転させ、アルゴリズムを実装します。
◆新しいアプローチは、量子エンタングルメントを共有する必要のある多数のキュビット間の複雑な論理ゲートのシステムを設定する代わりに、自然な系において電子のスピンなどのキュビットを回転させるための簡単な磁場を使用します。
◆これにより、量子エンタングルメントを最小限に抑え、コンピュータの安定性と長寿命が向上しました。このアプローチによって、従来のクラシカルな計算方法では解決できなかった問題を処理できる可能性があります。

<関連情報>

分割問題に対するトポロジー的に保護されたグローバーのオラクル Topologically protected Grover’s oracle for the partition problem

Nikolai A. Sinitsyn and Bin Yan
Physical Review A  Published 14 August 2023
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.022412

新しいハードウェア・アプローチは新しい量子コンピューティング・パラダイムを提供する(Novel hardware approach offers new quantum-computing paradigm)

ABSTRACT

The number partitioning problem (NPP) is one of the NP-complete (nondeterministic polynomial-time complete) computational problems. Its definite exact solution generally requires a check of all N solution candidates, which is exponentially large. Here we describe a path to the fast solution of this problem in √N quasi-adiabatic quantum annealing steps. We argue that the errors due to the finite duration of the quantum annealing can be suppressed if the annealing time scales with N only logarithmically. Moreover, our adiabatic oracle is topologically protected, in the sense that it is robust against small uncertainty and slow time dependence of the physical parameters or the choice of the annealing protocol. We also argue that our approach can solve many other famous NP-complete computational problems in √N steps.

1601コンピュータ工学
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