光量子コンピュータの実現に向けた可干渉分岐の実証

实现光量子计算机的相干分支演示

• 批准号: 22K20351
• 负责人: 高瀬 寛
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20351/
• 关键词: 光量子情報処理; 量子コンピュータ; 量子光学

当該年度は理論研究の面で成果があった。本研究は課題遂行者が提案した、可干渉分岐によるGKP量子ビットの生成を目指している。当該年度ではまずはじめにこの理論提案を論文としてまとめ、学術誌に投稿するとともにarXivに公開した。この論文は光進行波系において任意のGKP量子ビットをシステマティックに生成する方法を初めて明らかにし、かつ生成レートを従来理論よりも飛躍的に高めることに成功している。論文執筆にあたっては、ヨハネスグーテンベルク大学を訪問し、現地の研究者と議論を重ねた。この論文は新しい状態生成プロトコルの提案と実用的なGKP量子ビット生成までの長期的なロードマップを示すことが主眼であった。論文執筆後は原理実証実験に適したパラメータの探索を行った。その結果、可干渉分岐に現れる量子非破壊相互作用のゲインを0.1から0.2程度とすれば現実のシステムに適することが分かった。当初はゲインを1程度とする予定だったため、この発見により研究申請当初の想定より実験の難易度を下げることができた。

结果是根据今年的理论研究实现的。这项研究旨在通过任务表演者提出的相干分支来生成GKP量子。在这一年中，该理论提议首先是作为论文汇编的，提交给学术期刊，并在Arxiv上发表。本文是第一个阐明在光学波浪系统中产生任意GKP量子的系统方法的方法，并且与常规理论相比，已经成功提高了发电速率。写论文时，我访问了约翰内斯·古腾堡大学，并与当地研究人员进行了许多讨论。本文的主要重点是提出一种新的州一代协议，并为实用的GKP量子量产生提供长期路线图。写论文后，我们搜索了适合原则实验证明的参数。结果，发现在相干分支中出现的量子非破坏性相互作用的增益约为0.1至0.2，它将适用于实际系统。最初，收益计划约为1，因此该发现允许将实验降低到应用研究时预期的难度水平。

项目成果

Johannes Gutenberg University Mainz(ドイツ)

美因茨约翰内斯古腾堡大学（德国）

Arbitrary Gottesman-Kitaev-Preskill state synthesizer

任意 Gottesman-Kitaev-Preskill 状态合成器

• 发表时间: 2022
• 作者: 難波隆一;今村薫平;池内萌;出倉駿;森初果;宮本辰也;岡本博;村山陽奈子;笠原裕一;松田祐司;石原滉大;橋本顕一郎;芝内孝禎;Kan Takase
• 通讯作者: Kan Takase