| 研究概要 |
今年度も昨年度に引き続き,量子系のダイナミクス,特に量子測定過程(スペクトル分解過程)を介した際のダイナミクスを,量子系の純化あるいは量子絡み合い状態の抽出という観点から検討した.近年注目を集めている量子計算や量子情報といった分野では,量子コヒーレンスの存在が決定的重要性を持っており,その維持あるいは回復ということがアイデアを実現させる上で緊急の課題となっている.既に様々な方法が提案されているが,我々が近年提案した方法は,他の手法では両立することが困難となることの多かった高い信頼性(fidelity)と有限の収率(yield)を同時に実現可能としているだけでなく,枠組み自体が簡単で様々な状況に柔軟に適用できるという特徴を備えている.その基本的アイデアは,量子系Aと相互作用しているもうひとつの量子系Xを一定の時間間隔で測定し特定の状態にあることを確認すると,Aの状態は,それが最初どのような状態(一般には混合状態)にあったとしても,ある純粋状態に導かれるというものである.この方法では純化したい系を直接測定するわけではないので,純粋状態として量子絡み合い状態を実現させる枠組みとしても利用することができる.そこでこの枠組みをいくつかの簡単な量子系に適用し,最適な純化が実現できるための条件を明らかにした.
まず複数の2準位系(qubit)から成る複合量子系では,ひとつのqubitの状態確認によってこれと相互作用している他のqubit系が確かにある純粋状態に導かれることを明らかにした.また,量子絡み合い状態としてよく知られたBell状態の抽出も可能であること,さらにその最適条件を明らかにした.その一方で,実験上避けることのできない測定エラーなどに対するこの枠組みの安定性も吟味した.
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