Large-scale distributed quantum computer architecture

大规模分布式量子计算机架构

• 批准号: 21H04880
• 负责人: 根本 香絵
• 金额: $ 26.04万
• 依托单位: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04880/
• 关键词: 分散型量子コンピュータ; 量子コンピュータアーキテクチャ; フォールトトレラント量子コンピュータ; 量子ネットワーク; 量子誤り訂正; 量子通信; フォルトトーレラント量子コンピュータ

分散型の量子コンピュータアーキテクチャを念頭に、トポロジカル量子誤り訂正符号の性質について、表現方法について再考し、これまでの表現方法の拡張の可能性について検討した。また、ここで用いている回路表現では、アーキテクチャへのマップそのものは複雑なものにはならないことが予想された。ただし、量子回路の最適化そのものは計算量的に課題が残っており、アーキテクチャそのものに依存することではないが、アーキテクチャの上の技術層の発展についても注意しておく必要はある。量子通信部分における量子誤り訂正とリソースの関係については、昨年度の成果をもとに拡張した解析を行ない、ハードウエアの特徴を量子誤り訂正符号の実装に活かすことによるリソース低減がどの程度可能であるのかについて、数値的な見積もりを得ることができた。さらに、この符号化の方法が量子計算の計算回路にも適応可能であることを確認した。また、量子通信部分については、連続量符号化についても考察し、離散値の場合と比較した。カラー符号ではXとZの性質が異なるので、符号上の構造上の違いと実装系の特性との関係についての議論を行った。また、量子誤り訂正符号上での誤りに振る舞いの理解を深めた。量子誤り訂正符号の研究が急速に進んでいるが、比較的新しい符号がどの程度実装可能であるのかは、まだよくわかっておらず、その点も含めて、ハードウエアへの実装上の性質について議論を行った。もう一つの方向性として、小規模の量子コンピュータのあり方で新しい発展があり、小規模の量子コンピュータからネットワーク的に構成するネットワーク型の量子コンピュータに新しい可能性が考えられ、エッジ量子コンピューティングやフォグ量子コンピューティングへの新しいあり方を解析した。

Properties of the dispersed quantum のコンピュータアーキテクチャをthought, トポロジカルquantum error correction symbolについて、How to express it についててし、How to express これまでのThe possibility of の拡张について検问した.また、ここで Use the いている loop to express では、アーキテクチャへのマップそのものは Fu雑なものにはならないことが yu think された.ただし、Quantum circuit のoptimization そのものはThe problem of calculation amount が residual っており、アーキテクチャそのものに伊Save することではないが、アーキテクチャの上の発出についてもAttention しておく必はある. Quantum communication part, quantum error correction, relationship, Last year's results were analyzed and analyzed Quantum Error Correction Symbol The degree is possible and the number of points is the same.さらに、このsymbolization method がquantum calculation のcalculation circuit にも 応possible であることをconfirmation した.また, quantum communication part については, continuous quantum symbolization についても investigation し, discrete 値の occasion and comparison した.カラーsymbol ではXとZの性がdifferentなるので, symbol のstructure のviolation いと実attire system のcharacteristics とのrelations についての Discussion を行った.また、Quantum ErrorりCorrection symbol on でのErrorりに Vibration る Dance いのUnderstanding を深めた. Quantum Error Corrected Symbol Research and Rapid Advancement, Comparison of New Symbols and Comparative Levels of Comparison Possible .もう一つのdirectional として、small scale のquantum コンピュータのあり方で新しい発 exhibitionがあり、Small-scale のquantum コンピュータからネットワーク's するネットワークtypeのquantumコンピュータに新しいpossibilityがtestえられ、エッジquantumコンピューティングやフォグquantumコンピューティングへの新しいあり方をanalyticsした.

项目成果

Resource Reduction in Multiplexed High-Dimensional Quantum Reed-Solomon Codes

多路复用高维量子里德所罗门码的资源减少

• DOI: 10.1103/physreva.107.032620
• 发表时间: 2023
• 期刊: Phys. Rev. A
• 作者: Shin Nishio;Nicolo Lo Piparo;Michael Hanks;William John Munro;Kae Nemoto
• 通讯作者: Kae Nemoto

量子ビット順序変更による Defect Braiding 量子回路最適化の計算量

Defect Braiding量子电路通过改变量子比特的顺序优化计算量

• 发表时间: 2022
• 作者: 西尾真;和佐州洋;末續鴻輝;Michael Hanks;Ashley Stephens;横井優;根本香絵
• 通讯作者: 根本香絵

Designing tomorrow’s quantum internet

• DOI: 10.1364/cleopr.2020.c12c_1
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: 2020 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR)
• 作者: W. Munro;K. Nemoto

Quantum Networking

• DOI: 10.1002/9781119618232.ch8
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: Inder Monga

Teleportation in quantum edge networks

量子边缘网络中的隐形传输

• DOI: 10.1117/12.2632228
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings SPIE, Quantum Communications and Quantum Imaging XX
• 作者: William J. Munro;Yi-Han Luo;Ming-Cheng Chen;Manuel Erhard;Han-Sen Zhong;Dian Wu;Hao-Yang Tang;Qi Zhao;Xi-Lin Wang;Keisuke Fujii;Li Li;Nai-Le Liu;Kae Nemoto;Chao-Yang Lu;Anton Zeilinger;Jian-Wei Pan
• 通讯作者: Jian-Wei Pan