Modularization of quantum circuits and mathematical and experimental study of quantum control

• Project/Area Number: 20K03795
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 中原 幹夫 近畿大学, 理工学総合研究所, 研究員 (90189019)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NICCHORMAIC SILE 沖縄科学技術大学院大学, 量子技術のための光・物質相互作用ユニット, 教授 (10715288) ; BUSCH Thomas 沖縄科学技術大学院大学, 量子システム研究ユニット, 教授 (30715272)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 量子回路 / 量子ゲート / 量子制御 / サブリーマン測地線 / カルタン分解

Outline of Research at the Start

NISQと言われる量子誤り訂正を必要としない中規模量子コンピュータで意味のある計算をするには．できるだけ短時間で計算を終えなければならない．本研究では中規模量子回路をカルタン分解を用いて少数量子ビットに作用するモジュールに分解する．ハミルトニアンが与えられると，量子系はユニタリ群多様体の上で少数の方向にしかの時間発展できない．この状況での最短経路はサブリーマン測地線で与えられる．カルタン分解で得られた各モジュールはサブリーマン測地線に沿って実装される．これにより，NISQで意味のある量子計算が実行できる可能性が拓かれる