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多ビット量子コンピュータ構成法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 11650045
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関大阪大学

研究代表者

北川 勝浩  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (20252629)

研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1999年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード量子コンピュータ / 該磁気共鳴 / 分子 / 高分子 / 量子ビット / 量子回路 / 量子ゲート / 量子アルゴリズム / 核磁気共鳴 / NMR
研究概要

分子の核磁気共鳴(NMR)を使った量子コンピュータの多ビット化に必要な下記の研究を行った。
1.量子回路構成法:所望のユニタリ演算をNMRで実現できる1量子ビット(qubit)と2-qubitの基本量子ゲートから成る量子回路に分解する方法を開発した。
2.量子計算実験:量子計算に適した分子の探索によりブロモトリフルオロブテンを見い出した。同核qubitを独立に制御できるシェィプトパルス構成法を開発し、グローバーの検索アルゴリズムなど3-qubitの量子計算実験を行った。
3.バケツリレー式量子回路:1次兀高分子を用いたバケツリレー式量子回路の計算機シミュレーションと高分子の探索を行い、ポリイソプレンやポリペプチドなど望ましい構造を持つ候補を見い出した。
4.量子状態トモグラフィ:多ビット量子コンピュータの内部状態を観察するための量子状態トモグラフィの研究を行い、直接結合していない2量子ビットの状態を効率良く観測する方法を考案して、実験を行なった。
5.量子アルゴリズムの多ビット化:多ビット化に適するように、Deutsch-Joszaなど判定問題の量子アルゴズムを1-qubitの平均値のみで判定できるように変形し、実験を行った。

報告書

(3件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] D.Ulam-Orgikh, M.Kitagawa: "Spin Squeezing as a Quantum Algorithm for Optimal Entanglement"第2回量子情報技術研究会資料 (電子情報通信学会・電子情報技術時限研究専門委員会). QIT99. 57-62 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北川勝浩: "量子コンピュータの誕生 1.分子からコンピュータへ"コンピュータソフトウェア(日本ソフトウェア科学会編集、岩波書店). 第16巻・第6号. 72-80 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北川勝浩: "分子を使ったNMR量子計算の多qubit化 More Qubits for Molecular NMR Quantum Computation"第4回量子情報技術研究会資料 (電子情報通信学会・量子情報技術時限研究専門委員会). QIT2000. 105-110 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北川勝浩: "量子コンピュータ開発の最前線 核スピン量子コンピュータの多ビット化"新しい計算パラダイムシンポジウム2000論文集 (情報処理学会シンポジウムシリーズISSN1344-0640). Vol.2000 No.16. 3-10 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北川勝浩: "核スピン量子コンピュータの多ビット化"応用電子物性分科会誌(応用物理学会・応用電子物性分科会). 第7巻・第1号. 62-69 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北川勝浩: "分子で作る量子コンピュータ"化学と工業 (日本化学会). 第54巻・第4号. 459-462 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Ulam-Orgikh, M.Kitagawa: "SPIN SQUEEZING AND DECOHERENCE LIMIT IN RAMSEY SPECTROSCOPY-Even sub-optimal entanglement can achieve absolute improvement-"QUANTUM COMMUNICATION, COMPUTING, AND MEASUREMENT. 3. 453-456 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Ulam-Orgikh, M.Kitagawa: "Spin squeezing and decoherence limit in Ramsey spectroscopy"Physical Review A. Vol.64. 052106-1-052106-6 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Duger Ulam-Orgikh, Masahiro Kitagawa: "Spin Squeezing as a Quantum Algorithm for Optimal Entanglement"2^<nd> Quantum Information Technology. QIT99-22. 57-62 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Kitagawa: "Quantum Computer is born - from molecule to computer -"Computer Software. Vol. 16, No. 6. 72-80 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Kitagawa: "More Qubits for Molecular NMR Quantum Computation"4^<th> Quantum Information Technology. QIT2000-44. 105-110 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Kitagawa: "Frontier of Quantum Computer Research - More Qubits for NMR Quantum Computer -"IPSJ Symposium Series. Vol. 2000, No. 16. 3-10 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Kitagawa: "More Qubits for Nuclear Spin Quantum Computer"Bulletin of Solid State Physics and Applications (Japan Society of Applied Physics). Vol.7, No. 1. 62-69 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Kitagawa: "Building Quantum Computer in a Molecule"Chemistry and Industry. Vol. 54-4. 459-462 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Duger Ulam-Orgikh and Masahiro Kitagawa: "SPIN SQUEEZING AND DECOHERENCE LIMIT IN RAMSEY SPECTROSCOPY - Even sub-optimal entanglement can achieve absolute improvement -"QUANTUM COMMUNICATION, COMPUTING, AND MEASUREMENT. Vol. 3. 453-456 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Duger Ulam-Orgikh, Masahiro Kitagawa: "Spin squeezing and decoherence limit in Ramsey spectroscopy"Physical Review A.. Vol. 64. 052106-052106 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北川勝浩: "分子を使ったNMR量子計算の多qubit化More Qubits for Molecular NMR Quantum Computation"第4回量子情報技術研究会資料(電子情報通信学会・量子情報技術時限研究専門委員会). QIT2000. 105-110 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 北川勝浩: "量子コンピュータ開発の最前線核スピン量子コンピュータの多ビット化"新しい計算パラダイムシンポジウム2000論文集(情報処理学会シンポジウムシリーズ ISSN1344-0640). Vol.2000No.16. 3-10 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 北川勝浩: "核スピン量子コンピュータの多ビット化"応用電子物性分科会誌(応用物理学会・応用電子物性分科会). 第7巻第1号. 62-69 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 北川勝浩: "分子で作る量子コンピュータ"化学と工業(日本化学会). Vol.54No.4(掲載予定). 4 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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