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公開：2024-11-09

理研とNTTが新方式の光量子コンピュータを開発、世界初の汎用型光量子計算プラットフォームが始動

text: XEXEQ編集部
（記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります）

記事の要約

• 新方式の光量子コンピュータの開発に成功
• 世界初の汎用型光量子計算プラットフォーム
• クラウドシステムを通じた利用が可能に

理研などが開発した新方式の光量子コンピュータ

理化学研究所量子コンピュータ研究センターと日本電信電話株式会社、株式会社Fixstars Amplifyの共同研究グループは、2024年11月8日に新方式の光量子コンピュータの開発を発表した。光方式による新型量子コンピュータは従来と比べて高速かつ大規模な量子計算が可能となり、これまで困難であった計算課題の解決に大きく貢献することが期待されている。^[1]

光量子コンピュータは計算のクロック周波数を数百テラヘルツまで高められ、ほぼ室温での動作が可能という特徴を持つ。光多重化技術によりコンパクトなセットアップで大規模計算が可能であり、光通信との親和性が高く量子コンピュータネットワークの構築も容易になるだろう。

基幹部である超広帯域量子光生成デバイスはNTT先端集積デバイス研究所が開発した量子光源が提供されている。測定誘起型のアナログタイプの量子コンピュータとして設計され、光波の振幅値が情報のキャリアとなることで大規模かつ効率的な量子計算を実現している。

光量子コンピュータの主な特徴

量子もつれについて

量子もつれとは、量子力学特有の非局所的な相関のことを指す。主な特徴として、以下のような点が挙げられる。

• 量子間に存在する非局所的な相関関係
• 量子テレポーテーションの基盤技術
• 量子計算の高速化に不可欠な要素

光量子コンピュータでは測定誘起型の手法で量子もつれを活用し、量子テレポーテーションを繰り返すことで計算を実行する。光の進行波としての性質と時間分割多重化手法を用いることで大規模な量子もつれを生成し、効率的な量子計算を可能にしているのだ。

光量子コンピュータに関する考察

光量子コンピュータの実現は量子計算の新たな可能性を切り開く重要な一歩となるだろう。室温動作が可能な点や光通信との親和性の高さは、実用化に向けた大きなアドバンテージとなり、特に量子ネットワークの構築において革新的な進展をもたらす可能性が高い。

一方で、実用化に向けては量子もつれの安定性や測定精度の向上といった技術的課題が存在する。これらの課題に対しては、光デバイスの更なる性能向上や誤り訂正技術の開発が必要となり、産学官の連携による継続的な研究開発が重要になってくるだろう。

今後は金融・医療・材料科学などの分野での具体的なユースケースの開発が期待される。特に非線形操作の導入や多入力化によって応用範囲が大きく広がり、量子コンピュータの実用化が加速することが期待できるだろう。

参考サイト

1. ^ PR TIMES. 「新方式の量子コンピュータを実現 | 株式会社Fixstars Amplifyのプレスリリース」. https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000099883.html, (参照 24-11-09).

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