量子もつれに劇的な変化をもたらす新たな条件の発見~量子測定と量子もつれに新たな知見~

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2022-01-06 慶應義塾大学,理化学研究所

慶應義塾大学大学院理工学研究科の修士2年湊崇晃、同大学理工学部物理学科の杉本高大助教、齊藤圭司教授と理化学研究所(理研)革新知能統合研究センター数理科学チームの桑原知剛研究員らの研究チームは、量子もつれと量子測定の強さの競合によって生じる量子測定誘起相転移が発現するための新たな条件を発見しました。量子力学的な時間発展を示す多数の粒子系では、一般的に量子もつれが時間的に増大します。一方、量子測定や量子散逸の効果は量子もつれを軽減させます。その結果、量子的な測定頻度を増していくと、量子もつれの増大率に相転移(測定誘起相転移)が起きます。研究チームは、多数の粒子が長距離に渡ってお互いに力を及ぼし合う時、測定誘起相転移が生じるための一般的な条件を導出しました。この発見は、測定誘起相転移に対する新たな知見を与えるのみならず、ノイズのある量子コンピュータにおける量子もつれ生成の頑健性に対しても、有用な知見を与えると期待されます。本研究成果は2022年1月5日〔現地時間〕に米国物理学会誌「Physical Review Letters」のオンライン版で公開されました。また、同誌のEditors’ Suggestion に選ばれております。

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