中央フロリダ大学（UCF）の物理学助教授Han Zhaoが主導する初期キャリア研究イニシアチブは、ナノメカニカル共振器を利用して繊細な量子論理演算を保護することで、フォールトトレラント量子コンピューティングの代替手法を探求している。オークリッジ関連大学（ORAU）のラルフ・E・ポウ・ジュニアファカルティ・エンハンスメント賞（授与番号FP00012463）の支援を受けたこのプロジェクトは、従来の量子誤り訂正（QEC）方式の重いハードウェアオーバーヘッドを回避している。代わりに、チームは微小な物理振動を使用して開放量子系内にトポロジカルな「組み紐」メカニズムを構築し、個々のゲートを環境干渉に対して本質的に耐性を持たせている。
標準的な量子アーキテクチャでは、迷走無線周波数場、マイクロケルビンの熱ゆらぎ、周囲の物理的振動を含む環境ノイズが脆弱な量子状態を不安定化させ、急速な位相デコヒーレンスと計算エラーを引き起こす。標準的なQECは、大量の物理量子ビットをグループ化して単一の保護された論理量子ビットを構築することでこの問題を緩和するが、膨大な物理的規模を必要とする。Zhaoのアプローチは、絶対零度に近いサブケルビン超伝導量子回路に微小メカニカル共振器を直接導入する。マイクロ波信号とこれらの振動構造との物理的相互作用を駆動・制御することで、システムは量子励起を幾何学的タイムラインに沿って周期的に特性を交換させる。
競争的な5,000ドルのORAUシード助成金は、UCFからの義務的な5,000ドルの拠出と同額でマッチングされ、1年間のプロジェクトサイクルに対して合計10,000ドルの直接資本を提供する。機関間接費やオーバーヘッド料金を免除され、資金プール全体が専ら専門的な大学院生の奨学金と高度なハードウェア制御ノードの取得に充てられる。このプラットフォームは、絶対的な制御精度よりもトポロジーに大きく依存している。個々のパルス経路は制御の不完全性により揺らぎや逸脱する可能性があるが、全体的な幾何学的組み紐パターンが完成する限り、目標とする量子状態は安定したままである。この構造パターンを超伝導線と開放メカニカル共振器との本質的な結合に埋め込むことで、プラットフォームは局所的なエンジニアリング障害に対するハードウェアレベルの防御層を確立する。
公式プロジェクト発表、研究室プロフィール、学術ハードウェアのハイライトは、中央フロリダ大学ニュースで確認できる。
2026年7月5日
