どうやって量子コンピューターをつくるのか

2,970
-1

Published on

高専カンファレンス 014-tokyoでしゃべった内容。
非常に偏った視点から量子コンピューターの現状と実現方法を説明。

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
2,970
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
8
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

どうやって量子コンピューターをつくるのか

  1. 1. How to How to How to How to How to How to How to How to construct construct construct construct construct construct construct construct a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? How to How to How to How to How to How to How to How to construct construct construct construct construct construct construct construct a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? How to How to How to How to How to How to How to How to construct construct construct construct construct construct construct construct a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? How to How to How to How to How to How to How to How to construct construct construct construct construct construct construct construct a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? How to How to How to How to How to How to How to How to construct construct construct construct construct construct construct construct a quantum a quantum a quantum a quantum a東京高専情報工学科卒 quantum a quantum a quantum a quantum computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? How to How to How to 東京工業大学理学部物理学科 to How to How to How to How to How construct construct construct 中本 顕正 @nakamot0 construct construct construct construct construct a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum a quantum computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer? computer?
  2. 2. 10 Qbits 程度のものしか作られていない いろいろな方法でアプローチしている 超伝導 光 イオン 冷却原子 ビット数が少なすぎるよね。
  3. 3. Abstract 光格子トラップされた中性原子の 光学遷移をつかって 拡張性のある量子計算機 をつくろう!!
  4. 4. λ = 532nm, Optical lattice 10 μK 266nm 原子の温度 100 nK
  5. 5. Neutral atoms 核スピン 171Yb I=1/2 [Xe]4f146s2
  6. 6. Ultra Narrow Optical Transition 1P J=1, L=1, S=0 1 τ = 5.5 ns 3P J=2, L=1, S=1 τ = 15 s 2 3P J=1, L=1, S=1 τ = 875 ns 399nm 1 507nm 3P J=0, L=1, S=1 0 556nm 578nm 1S J=0, L=0, S=0 0
  7. 7. Quantum Computer 重ね合わせにより特定の計算クラスに対して、 計算速度が圧倒的に速い 因数分解 検索 量子シミュレーション つまり、古典計算機と量子計算機は それぞれ得意な計算を分業して利用する!! 詳しくはQuantum Algorithm Zooなどを参照
  8. 8. DiVincenzo criteria DiVincenzoの量子計算機の5つの条件 拡張可能性 (簡単にビット数を増やせるよ) 初期化能力 (メモリの初期化ができるよ) コヒーレント時間 (計算途中のデータが壊れないよ) 結果出力能力 (計算結果が観測できるよ) 計算万能性 (いろんな計算ができるよ)
  9. 9. #1 Scalability 光格子で104個の量子ビットを格子状に並べることが可能! (NMRだと10量子ビット、イオントラップだと8量子ビット)
  10. 10. #2 Initiability mF=-1/2 mF=+1/2 1P (F’=1/2) 1 J=1, L=1, S=0  1S J=0, L=0, S=0 mF=-1/2 mF=+1/2 0 励起準位の寿命 τ = 5.5ns
  11. 11. レーザー冷却で #3 Long decoherence time 100 nK まで冷やすので 熱的ノイズも抑えられる 266 nm 電子スピンが中和しているため 核スピンの磁気双極子―双極子相互作用のみ影響 相互作用による時間発展は 2×107秒のオーダー 数秒の実験時間に対して十分長いとみなせる。
  12. 12. #4 Individual addressing 磁場勾配により量子ビットごとに 共鳴周波数が違う 1 S ⇔ 3P 0 2 対象ビットのみを励起できる! 今、この部分を改良したものを研究中です。
  13. 13. #5 Universal Quantum Computing 任意の量子回路は 1量子ビットユニタリー変換と制御NOTで構成することができる。
  14. 14. #5 Universal Quantum Computing 論理回路でのNOT素子みたいなもの 4準位間遷移 mF=-3/2 mF=-1/2 mF=+1/2 mF=+3/2 3 P2 (F’=3/2) J=2, L=1, S=1 ※ 断熱消去により間の2準位は無視できる。
  15. 15. #5 Universal Quantum Computing 論理回路でのXOR素子みたいなもの A B A’ B’ 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 双極子―双極子相互作用により π偏光で遷移する角周波数が異なる
  16. 16. Conclusion 光格子中の中性原子をもちいることにより、 大量の量子ビットを扱うことができる。 個別量子ビットへのアクセスが可能となる。 基底状態と励起状態のスイッチングにより 長いコヒーレンス時間と演算の簡便性を両立で きる。 質問は懇親会等で!!!!
  17. 17. 野口篤史A,B,衛藤雄二郎B,中本顕正A,MirandaMartinA,PengZhangB,上田正仁B,C,上妻幹旺A,B 表面2次元光格子中の縮退Yb原子集団を用いた量子計算の提案 日本物理学会秋季大会25pRD-8 中本 顕正 ご清聴ありがとうございました。
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×