量子多体系における物理的に自然なt-designの生成法の実用化に向けた研究

• 研究領域: 極限宇宙の物理法則を創る－量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム
• 研究課題/領域番号: 24H00952
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 尾張 正樹 静岡大学, 情報学部, 准教授 (80723444)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2024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: ユニタリt-design / ランダムユニタリ変換 / 量子コンピュータ / 量子多体系 / 量子制御

研究開始時の研究の概要

t-design に基づくランダムユニタリ変換は、様々な量子情報処理で必須であり、また、量子多体系研究においても重要である。しかし、従来のt-design生成プロトコルは、量子多体系上での実装が困難である。本研究では、前回の公募研究で構築した量子制御理論を用いた、量子多体系上でのt-designの発声手法の収束スピードのスケーリングを求めることにより、本手法が実用的に量子情報処理や統計力学の基礎付けとして使用可能であることを示す。また、間接制御を用いたノイズ緩和法を開発することで、本手法を応用した量子多体系上の変分量子アルゴリズムを、現実的なノイズ環境下においても適応可能にすることを目指す。