2023 Fiscal Year Annual Research Report
中規模量子コンピュータにおける量子演算精度向上手法の研究
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21K14198
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
三木 拓司 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 准教授 (60754629)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 量子コンピュータ / NISQ / センサー / AD変換器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子誤り訂正を行わないNISQ型の中規模量子コンピュータにおける量子演算精度の向上を図るため、本研究では、量子ビット近傍ノイズを高精度にセンシングし、そのノイズ量を基に演算誤差の補正を行う手法の検討、および、そのシミュレーション環境の構築を行う。量子ビット近傍の温度や制御回路からの電気的雑音等、量子ビットに影響を与えうるノイズ情報を取得する高精度センサーの実現可能性を探るため、これまでにノイズセンサー回路の要素回路であるアナログ・デジタル変換回路（AD変換器）の試作と評価を行ってきた。昨年度に室温評価にて低消費電力性能を維持したうえで正常に動作することを確認できたため、令和5年度は極低温環境において動作評価を実施し、基本的な機能を実現することを確認した。一方で極低温における性能劣化が見られたため、今後の継続的な性能改善は必要である。しかし、本事業における試作と評価を通じて、提案手法に要するノイズセンサーの実現可能性を示した。また、本年度は、量子ビットの動作を模擬するモデルシミュレータの開発を行った。量子ビットの操作、とくに、読み出し制御の際に印加される熱ノイズの影響を取り込んだシミュレーションモデルを作成し、実際の量子ビット評価結果と比較することで、モデルの妥当性を評価した。これにより、熱ノイズが加わった際の量子ビットの挙動をシミュレーションできるため、量子ビット制御回路へのフィードバックが可能となる。本事業期間を通じ、量子ビット近傍ノイズを取得するセンサー回路の可能性を示すとともに、量子ビットモデルシミュレータによる量子制御フィードバックシステム環境の構築を行った。本事業により得られた成果を活用することで、量子誤り訂正を行わない中規模の量子ビット数における演算制度向上が期待できる。
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