Noise analysis in the dynamics of Floquet quantum circuits and verification using quantum computers

• Project/Area Number: 25K17321
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 長尾 一馬 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 特別研究員 (20968747)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 量子ダイナミクス / 量子回路 / 量子コンピュータ / 量子情報 / 量子誤り軽減法

Outline of Research at the Start

次世代の計算技術として量子コンピューティングが注目を集める中、量子コンピュータ実機の有効活用法が活発に研究されている。現行の実機は量子誤り訂正機能を搭載しておらず、ノイズの影響を軽減するエラー軽減法の開発が重要課題である。本研究では、Floquet量子回路の量子ダイナミクスに対して、量子回路の実行時に生じるノイズの傾向を詳細に解析し、その特性に応じたエラー軽減法を開発する。得られた手法を用いて100量子ビット超の量子計算を実施し、「古典コンピューティングの計算可能領域を超えた量子コンピューティング技術」の実現に向けた基盤を確立する。