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光量子コンピュータを用いた連続量量子アルゴリズムの実証

研究課題

研究課題/領域番号 20H01833
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関東京大学

研究代表者

武田 俊太郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80737304)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード量子光学 / 量子情報 / 量子コンピュータ / 連続量量子情報処理 / 量子アルゴリズム
研究開始時の研究の概要

研究代表者はこれまで、次世代の超高速コンピュータとして、汎用・大規模光量子コンピュータを実現する独創的な手法を考案・開発してきた。本研究では、研究代表者の光量子コンピュータ固有の強みを活かし、実際に光量子コンピュータで意味のある問題を解くことを目指す。これは、将来的に光量子コンピュータを実社会応用していくための第一歩となる。

研究成果の概要

近年、光を用いた量子コンピュータにおいて、0・1を扱う量子ビットの手法ではなく、連続的な値を扱う連続量の手法が進展している。現状の連続量の光量子コンピュータはまだ小規模でエラーも多いが、うまく活用すれば実用的な意味のある問題に適用できる可能性がある。そこで本研究では、小規模な連続量光量子コンピュータを用いて、連続関数を最小化する量子アルゴリズムを実装し、その原理実証に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来、量子コンピュータを実用的な問題に適用して社会の役に立たせるためには、非常に大規模かつエラーの低いデバイスが実現できる必要があると考えられており、その実現にはかなりの年月が必要と考えられてきた。本研究では、小規模でエラーが多い光量子コンピュータが意味のある計算に適用できることを示し、光量子コンピュータの近未来応用の可能性を示唆する結果となった。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件、 招待講演 25件)

  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2023

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      化学・材料インキュベーション研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ループ型光量子コンピュータとその応用2023

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2023

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      第3回スマート光・物質研究センターオンラインシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Programmable Photonic Quantum Computing in the Time Domain2022

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takeda
    • 学会等名
      bigQ Symposium on Quantum Information Science 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Programmable continuous-variable photonic quantum computing in the time domain2022

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takeda
    • 学会等名
      Quantum Innovation 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantum Approximate Optimization for Continuous Problems on a Programmable Photonic Quantum Computer2022

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Enomoto, Keitaro Anai, Kenta Udagawa, Shuntaro Takeda
    • 学会等名
      Frontiers in Optics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連続量量子近似最適化アルゴリズムの光回路パラメータ依存性のシミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      穴井啓太郎,榎本雄太郎,武田俊太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光量子コンピュータの未来2022

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      2022年国際光デー記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子コンピュータ~開発者が明かすしくみと可能性~2022

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      市民公開講座 第132回分子科学フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ループ型光量子コンピュータとその応用2022

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      第36回光通信システムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2022

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      第360回科学技術展望懇談会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1モードガウス型光量子計算回路のパラメータ更新2022

    • 著者名/発表者名
      榎本雄太郎,穴井啓太郎,武田俊太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 光量子コンピュータの基礎と研究開発動向2022

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      2021年度 第4回 光材料・応用技術研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ループ型光量子コンピュータ2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      応用物理学会 第49回薄膜・表面物理セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの基礎から最前線まで2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      川崎市主催 ナノテクノロジーセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      2021年度量子情報工学研究会 量子情報工学の最前線
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      第142回サイテックサロン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      第40回電子材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構設立15周年記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子コンピュータのハードウェア開発最前線2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      企業研究会 第16期ソフトウェア開発マネジメント交流会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リング型光パラメトリック発振器による通信波長スクイーズド光およびEPRビームの生成2021

    • 著者名/発表者名
      榎本雄太郎,宇田川健太,武田俊太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光量子コンピュータの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの基礎と将来動向2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      光部品生産技術部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピューティングの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      光 x Computing ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピューティングの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータの研究開発最前線2021

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      第158回微小光学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータ開発の現状と展望2020

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      非ノイマン型情報処理へ向けたデバイス技術分科会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光量子コンピュータ開発の現状と展望2020

    • 著者名/発表者名
      武田俊太郎
    • 学会等名
      量子エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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