2024 年 2 月 05 日
フォトニックな「シュレディンガー猫状態」、つまり巨視的スケール（白猫または黒猫）で区別できるレーザーパルス振幅の状態の量子重ね合わせの生成は、最先端の量子光学技術を使用してのみ達成できます。そしてそれが可能であることがすでに実証されています。研究論文の対象となっている今回の実験では、これを 3 つの状態 (白猫、灰色猫、黒猫) に拡張することが可能であることが証明されました。したがって、この軽い状態は、原理的にエラーを普遍的に修正できる論理量子状態に近づきます。 (画像: Peter van Loock) マインツ大学の Peter van Loock 教授は、「私たちのレーザーパルスは量子光学状態に変換され、それによって私たちにエラーを修正する固有の能力が与えられました」と述べています。 「このシステムはレーザーパルスのみで構成されているため非常に小さいですが、原理的にはエラーを即座に取り除くことができます。」したがって、多数の光パルスを介して個々の光子を量子ビットとして生成し、それらを論理量子ビットとして相互作用させる必要はありません。 「堅牢な論理量子ビットを取得するには、たった 1 つの光パルスが必要です」と van Loock 氏は付け加えました。言い換えれば、このシステムでは物理量子ビットはすでに論理量子ビットと同等であり、これは注目に値するユニークな概念です。しかし、東京大学で実験的に製造された論理量子ビットは、必要なレベルの誤り耐性を提供するにはまだ十分な品質ではありませんでした。それにもかかわらず、研究者らは、最も革新的な量子光学手法を使用して、非普遍的に修正可能な量子ビットを修正可能な量子ビットに変換することが可能であることを明確に実証しました。対応する研究結果は、 科学 (「量子ビットのない量子ビット」）。これらは、日本の古澤明の実験グループとドイツのピーター・ファン・ルックの理論チームとの間の約20年前の共同作業に基づいています。
(Nanowerkニュース) 量子コンピューティングの分野では大きな進歩が見られます。 Google や IBM などの世界的な大手企業は、すでにクラウドベースの量子コンピューティング サービスを提供しています。しかし、量子コンピュータは、量子情報の基本単位である量子ビットの利用がまだ不十分であるため、標準的なコンピュータの能力の限界に達したときに発生する問題にはまだ対処できません。その理由の 0 つは、裸の量子ビットは量子アルゴリズムの実行にすぐには役に立たないことです。通常のコンピューターのバイナリ ビットは 1 または 0 の固定値の形式で情報を保存しますが、量子ビットは 1 と XNUMX を同時に表すことができ、その値に確率が作用します。これは量子重ね合わせとして知られています。そのため、外部の影響を非常に受けやすくなり、保存した情報がすぐに失われる可能性があります。量子コンピューターが信頼性の高い結果を確実に提供するには、真のもつれを生成して、いくつかの物理量子ビットを結合して論理量子ビットを形成する必要があります。これらの物理量子ビットの XNUMX つが故障しても、他の量子ビットが情報を保持します。しかし、機能量子コンピューターの開発を妨げる主な問題の XNUMX つは、大量の物理量子ビットが必要になることです。
フォトンベースのアプローチの利点
量子コンピューティングを実現するために、さまざまな概念が採用されています。たとえば、大企業は現在超電導ソリッドステートシステムに依存していますが、これらには絶対零度に近い温度でしか機能しないという欠点があります。一方、フォトニック概念は室温で動作します。ここでは通常、単一光子が物理量子ビットとして機能します。これらの光子は、ある意味小さな光の粒子であり、本質的に固体量子ビットよりも高速に動作しますが、同時に失われやすくなります。量子ビットの損失やその他のエラーを回避するには、超伝導体ベースのアプローチの場合と同様に、いくつかの単一光子光パルスを結合して論理量子ビットを構築する必要があります。固有の誤り訂正能力を備えた量子ビット
東京大学の研究者らは、ドイツのヨハネス・グーテンベルク大学マインツ（JGU）およびチェコ共和国のパラツキー大学オロモウツ校の同僚らとともに、最近、光量子コンピューターを構築する新しい手段を実証した。研究チームは、単一の光子を使用するのではなく、複数の光子で構成できるレーザー生成の光パルスを採用しました。
フォトニックな「シュレディンガー猫状態」、つまり巨視的スケール（白猫または黒猫）で区別できるレーザーパルス振幅の状態の量子重ね合わせの生成は、最先端の量子光学技術を使用してのみ達成できます。そしてそれが可能であることがすでに実証されています。研究論文の対象となっている今回の実験では、これを 3 つの状態 (白猫、灰色猫、黒猫) に拡張することが可能であることが証明されました。したがって、この軽い状態は、原理的にエラーを普遍的に修正できる論理量子状態に近づきます。 (画像: Peter van Loock) マインツ大学の Peter van Loock 教授は、「私たちのレーザーパルスは量子光学状態に変換され、それによって私たちにエラーを修正する固有の能力が与えられました」と述べています。 「このシステムはレーザーパルスのみで構成されているため非常に小さいですが、原理的にはエラーを即座に取り除くことができます。」したがって、多数の光パルスを介して個々の光子を量子ビットとして生成し、それらを論理量子ビットとして相互作用させる必要はありません。 「堅牢な論理量子ビットを取得するには、たった 1 つの光パルスが必要です」と van Loock 氏は付け加えました。言い換えれば、このシステムでは物理量子ビットはすでに論理量子ビットと同等であり、これは注目に値するユニークな概念です。しかし、東京大学で実験的に製造された論理量子ビットは、必要なレベルの誤り耐性を提供するにはまだ十分な品質ではありませんでした。それにもかかわらず、研究者らは、最も革新的な量子光学手法を使用して、非普遍的に修正可能な量子ビットを修正可能な量子ビットに変換することが可能であることを明確に実証しました。対応する研究結果は、 科学 (「量子ビットのない量子ビット」）。これらは、日本の古澤明の実験グループとドイツのピーター・ファン・ルックの理論チームとの間の約20年前の共同作業に基づいています。
- SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
- PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
- プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンESG。 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
- 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64576.php
