2018 Fiscal Year Research-status Report
マルチユーザ型量子ネットワーク（国際共同研究強化）
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15KK0007
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
林 正人 名古屋大学, 多元数理科学研究科, 教授 (40342836)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2019
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| Keywords | 測定型量子計算 / グラフ状態 / 自己検証 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
測定型量子計算による量子計算の検証においては，その資源となる量子状態の検証が本質的であるとともに，どのような量子状態が測定型量子計算において，有効な役割を果たすか明らかにする必要がある．特に，実用性の観点から，より少ない構成要素からこの条件を満たす測定型量子計算機の枠組を与える必要がある。従来のアイデアでは4種類の測定器を必要としていたが，本年度は2種類の測定機だけで実現するアイデアが得られた。これにより，より効率的に測定型量子計算を行うことができる．さらに，このアイデアは測定型量子計算の自己検証にも有効であり，定量的にかつ厳密に量子計算の計算結果について精度保証を行う際に有効であると考えられる．さらに、上記の状態を含む一般的なハイパーグラフ状態に対して、測定装置を信用した場合について、従来法と比べて極めてタイトな検証方法を提案した。そして、ある種の枠組のなかで、提案した手法の最適適性を示した。
さらに，ここで得られた知見を，様々なタイプの量子系の検証に応用した。例えば、２体系のエンタングル純粋状態の検証に関しては、従来研究は最大エンタングル状態に対して極めて有効であったが、一般のエンタングル純粋状態の検証に関しては不明な点が多かった。本研究では、複数の枠組でその最適化を扱った。さらに、量子超越性の証明に有効となる重み付きグラフ状態の検証にも、本研究の手法を拡張した。これにより、量子超越性の証明のために有効となるIQP回路状態の検証が極めて効率的に行えることになった。
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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
本年度は2種類の測定機だけで実現するアイデアが得られた。これは、従来の測定型量子計算と比較し、必要な量子測定の種類を減らすものであり、極めて画期的なものであった。しかし、これに基づく解析が現時点で十分に完了しているとは言えず，今後、このアイデアをベースに更なる解析が必要であるため、おおむね順調に進展していると考えるのが妥当である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、2種類の測定機だけで実現するアイデアをもちいて、より効率的な測定型量子計算機の自己検証について調べるのことが重要である考えられる。さらに、測定型量子計算の検証のアイデアは、様々な方面に応用可能であるため、この手法の更なる展開を目指す。例えば、量子超越性の検証への展開についても現在検討中である．
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