アサバナント・ワリットさん（工学系・博士2年）、古澤明教授（工学系研究科）らは、量子コンピューターによるあらゆる量子計算に使用可能な量子もつれ「2次元クラスター状態」を世界で初めて生成した。成果は18日付の米科学誌『サイエンス』（電子版）に掲載された。

　さまざまな分野での応用が期待される量子コンピューターは、世界各国で開発が進められている。しかし、従来の開発方式では量子コンピューターの情報の最小単位である量子ビットが増えるほど配線が複雑になる。このことが量子コンピューターの大規模化に向けた課題になっていた。

　今回の研究では、従来の方式とは異なる一方向量子計算方式に着目。多数の量子ビットから構成された量子もつれ状態を用意し、各量子ビットを測定することで量子計算を行う方式だ。十分な数の量子ビットと複数の数の入力が可能な量子もつれの構造（2次元クラスター状態）を用意できれば、大規模で汎用的な量子計算が可能になる。

　ワリットさんらは、量子もつれの新しい生成方法により2次元クラスター状態を世界で初めて生成。さらに、生成された量子もつれの状態を効率的に計算する手法を理論的に考案した。結果、作製した2次元クラスター状態を用いて5入力・5000計算ステップの任意の量子計算が実現可能であることを示した。

　今後は、クラスター状態を実際の量子計算に用いるための技術を開発して原理実証を行うとともに、クラスター状態の質や入力数・ステップ数の向上を目指す。量子コンピューターの実現が加速することが期待される。

この記事は2019年10月22日号から転載したものです。本紙では他にもオリジナルの記事を公開しています。

ニュース：変わる高校入試　中学で教育さらに高度化　中高一貫校の高校募集停止の背景
ニュース：リーグ最下位確定　硬式野球立大戦　打線振るわず連敗
ニュース：細胞のインフルへの防御機構解明
ニュース：量子コンピューター大規模化　実現へ加速
ニュース：台風19号　駒場・本郷ともに閉鎖措置
ニュース：AI技術でSNSのハッシュタグを改善
ニュース：極薄炭素層の準結晶　高速で巨大電場生成
ニュース：遠赤色光が光合成促進
ニュース：学生向けスペース「知るカフェ」駒場にも
企画：WHO,ROBOT　ロボットと人の役割分担明確に　「ロボット工学三原則」に迫る
企画：音を立てるのは日本文化？　麺の食べ方巡る対立
東大新聞オンラインPICK UP：スポーツ編
東大教員と考える日本の問題：「日本社会と外国人」石田賢示准教授（社会科学研究所）
地域の顔 本郷編：わだつみのこえ記念館
キャンパスガール：戸倉佳音さん（理Ⅱ・1年）

※新聞の購読については、こちらのページへどうぞ。