| Project/Area Number |
22K03520
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
関 和弘 国立研究開発法人理化学研究所, 量子コンピュータ研究センター, 研究員 (40708533)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 量子多体問題 / 量子計算 / 物性物理学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、物性物理における強相関系への応用を指向した量子計算手法の研究開発を行う。特にハミルトニアンとその対称性を活用することで、標的とする状態を少数のパラメタで精度よく記述する手法を構築する。古典計算機を用いた大規模シミュレーションや実機の利用により、提案手法の有効性を検証し、量子計算を量子多体問題へ応用するための基盤構築を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、量子コンピュータの研究開発が世界中で進められており、同時にその有効な利用法が模索されている。本研究は、量子多体系である量子コンピュータを用いた量子計算が、将来的に量子多体系のシミュレーションに有効に利用できる可能性に任せて、強相関電子系に代表される量子多体系のための量子計算手法の研究と開発を目的としている。その取り組みの一つとして、昨年度、量子コンピュータを用いた計算により量子多体系の統計力学的扱いを可能にする、ミクロカノニカル集団のための量子古典ハイブリッド計算法を提案した。この方法は、与えられたエネルギーを近似的に期待値としてもつ状態(ミクロカノニカル集団に対応する純粋状態)を、時間発展させたランダム状態のフーリエ変換により得るという考えに基づいており、このフーリエ変換における時間積分範囲のカットオフに相当する時間パラメタの逆数がミクロカノニカル集団のエネルギー殻の幅を定めている。計算の具体的な手順としては、ユニタリデザインに基づき用意したランダム状態に関して時間発展演算子および時間発展演算子とハミルトニアンの積の期待値を量子コンピュータで計算し、それらの期待値に関する時間積分等の処理を古典コンピュータで行うことで、エントロピーや温度等を計算する。本年度は、量子コンピュータ実機を用いて本提案手法の実証のために、イオントラップ型量子コンピュータの利用方法の習得とデータ収集を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実際に量子コンピュータ実機を用いた計算を行い、データを収集することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
量子コンピュータ実機を用いて得たデータに基づき、提案手法の実証実験を主題とした論文を発表したい。
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