標準量子限界に迫るシングルショット時間分解分光測定

• 研究課題/領域番号: 18K14144
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 平 敬 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (60802163)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 時間分解分光 / 標準量子限界 / シングルショット / 量子計算 / 量子情報 / デコヒーレンス / 量子計測 / 量子コンピューター / アニーリング

研究成果の概要

万能量子計算実用化のために必要なデコヒーレンス問題へのアプローチとして、標準量子限界に近い領域で適用可能なシングルショット時間分解分光測定手法を提案した。その手法の実験装置を構築し、測定データに基づいて最適化計算を行うソフトウエアを開発した。最適化計算に伴う問題点を洗い出し、その解決方法を提示した。問題点の解決により新たな測定手法のパラダイムにつながることを指摘した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

万能量子計算の実現に必要なデコヒーレンス問題の回避のためにはエラー訂正理論があるが、既存の理論では極めて高い量子忠実度が要求され、工学的要件が多大なものとなる。工学的要件の緩和のためには新たな量子測定・制御技術が必要であり、その一つとして標準量子限界に迫るシングルショット時間分解分光が考えられる。この技術の発展により万能量子計算を実現するための工学的要件が緩和され実用化へ近づくことが期待できる。