2008 Fiscal Year Annual Research Report
スケーラブル量子コンピューティングを目指した量子ビット間相互作用の研究
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19540422
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
中原 幹夫 Kinki University, 理工学部, 教授 (90189019)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大見 哲巨 近畿大学, 理工学部, シニア・サイエンティスト (70025435)
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| Keywords | 量子ビット / トポロジカル量子計算 / 量子渦 / カルタン分解 / 制御されたテレポーテーション / NMR量子コンピュータ / ホロノミック量子計算 |
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| Research Abstract |
トポロジカル量子計算では,2次元P波超流動系で渦に局在するマヨラナモードを用いた実現について研究した.Ivanov達により提案された2つのマヨラナモードからなるqubitは,その操作が困難である.そこで3個,4個とマヨラナモードの数を増やした系をqubitとした場合について,qubitを操作可能とするにはどのような状態をqubitに取るべきか研究した.ホロノミック量子計算では,NMR量子コンピュータのハミルトニアンを等スペクトル変形して量子ゲートを実現するスキームを研究した.実装できるゲートはユニタリー群の中の離散的な部分集合であるが,この部分集合は稠密で,任意のゲートを任意の精度で実装できることを示した.いくつかの例を具体的に構成した.
デコヒーレンスを避けるためには,できるだけ短い時間で量子ゲートを実装することが重要である.そこでリー群,リー代数におけるカルタン分解を用いて,ゲートをできるだけ少ない数の1量子ビットゲートと2量子ビットゲートで実装することを研究した.今までにもSU(4)に対してはカルタン分解を実行する方法を開発していたが,今年度はそれを任意のSU(2^n)に一般化することを研究した.またその結果として,任意の量子ゲートを1,2量子ビットゲートに自動分解するアルゴリズムを開発した.
コントローラーが複数いる量子テレポーテーションスキームで,コントローラー全員が測定結果をBobに伝えなくても,過半数が伝えればBobはAliceの量子状態を再現できるスキームを開発た.
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