シドニー大学ナノ研究所の量子制御研究室の量子科学者たちが、単一原子上で新しいタイプの量子論理ゲートを実証しました。Nature Physicsに掲載されたこの研究では、機能的な論理量子ビットに必要な物理的量子ビット数を削減できる理論的可能性を持つGottesman-Kitaev-Preskill (GKP)誤り訂正コードを実証しています。これはGKP量子ビットの普遍的論理ゲートセットの初めての実現報告です。
Tingrei Tan博士が率いるチームは、イッテルビウムの単一イオントラップにおいて、2つの誤り訂正可能な論理量子ビットのもつれを実証しました。これは、トラップされたイオンの自然な振動、つまり調和振動を制御することで達成されました。実験はパウルトラップと複雑なレーザーアレイを室温で使用して単一原子を保持することで行われました。使用された量子制御ソフトウェアは、量子制御研究室のスピンオフ企業であるQ-CTRLによって開発されました。
この研究は、量子コンピュータのスケーリングにおけるリソースオーバーヘッドの課題に対応する、物理的量子ビット数を削減した量子論理ゲートの開発が可能であることを実証しています。GKP量子ビットによる普遍的量子ゲートを実現することで、ハードウェア効率の高い大規模量子情報処理の基盤を確立しました。このプロジェクトは、オーストラリア研究評議会、米海軍研究局、米陸軍研究局、米空軍科学研究局、ロッキード・マーチンを含む様々な機関から資金提供を受けました。
2025年8月23日
