| 研究課題/領域番号 |
20K03795
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
中原 幹夫 近畿大学, 理工学総合研究所, 研究員 (90189019)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | デコヒーレンス / 非マルコフ過程 / 非断熱量子制御 / ナノ光ファイバー / 光・物質相互作用 / 近接光 / デコヒーレンス抑制 / 光学ナノファイバー / 近接場 / 4重極相互作用 / 量子状態トモグラフィー / 不確定性関係 / 冷却原子 / 量子ネットワーク / Rydberg原子 / 光ナノファイバー / 機械学習 / 非マルコフ的緩和 / Majorana表示 / 光．物質相互作用 / 量子ゲート / 量子回路 / 量子制御 / サブリーマン測地線 / カルタン分解 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
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
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| 研究成果の概要 |
中原は制御可能な非マルコフ環境下での量子情報の劣化を研究し，NMR量子コンピュータを用いて実証を行った．デコヒーレンスを抑制する方法として，断熱制御を短時間で実現する非断熱量子制御を研究し，非断熱量子制御を網羅的にまとめたPhilosophical Transactions of the Royal Society Aの特集号を編集した．
BuschとNic Chormaicは光・物質相互作用の研究を行い，光ファイバーをキャビティとして用いて複数の原子を結合することを提案した．ナノファイバー近傍での電気四重極遷移に伴うガイド光から原子への角運動の伝達などを研究した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在のNISQ(Near Term Intermediate Quantum)コンピュータを超える大規模量子コンピュータは，物流，創薬，物質設計，量子AIなど我々の生活に革命的な変革をもたらすと期待されている．その実現に対する障壁の一つにデコヒーレンスがある．本研究ではデコヒーレンスを解析し，それを克服する方法を提案した．分担者は，新たな複雑量子システムの探索とテストによって，量子技術の進化に貢献した．特に量子計測や量子シミュレーションの装置の改善に活用が期待される．
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