位相の推定と分類のためのコヒーレントコンセンサス
量子メトロロジーに着想を得たコヒーレントコンセンサスというプリミティブを提案し、独立した量子分類器の決定境界での性能を向上させる。GHZ状態を用いて各分類器の出力を位相にエンコード…
論文解説
arXivに公開された量子コンピュータの論文を読み解いた記事の一覧です。
論文解説
誤り訂正・耐障害性
低周波電荷駆動で動的に保護したイレイジャー量子ビット
超伝導カー発振器をサブGHzの電荷駆動で動的に保護し、低周波ノイズへの感度を抑えつつ高速なパラメトリック相互作用を実現。2つの発振器を用いたデュアルレール量子ビットで約4倍のイレイジャーバイアスを示し、回路終端での1回の…
重六角格子上の超伝導量子プロセッサにおける誤り訂正メモリと論理演算
156量子ビットの重六角格子超伝導プロセッサ全体を用い、ノイズ情報を活用したデコーダや性能の低いコンポーネントの除外、漏れ誤差の後選択などにより、メモリ実験で論理誤り確率を最大35…
6×6量子ドットアレイにおけるスパース量子ビット操作
半導体量子ドットを用いた6×6の2次元アレイを実現し、コヒーレントスピンシャトリングにより最大5.2マイクロメートルの距離で量子ドットを移動させ、10個の量子ビットを同時に動作させ…
素数次元における巡回3直交（triorthogonal）符号
素数次元pでの巡回triorthogonal符号を研究し、横断的な第3レベル対角ゲートが論理非クリフォードゲートとして機能することを示した。p=3では長さ121まで、p=5,7では…
非クリフォード量子誤り訂正の多項式時間シミュレーション
量子誤り訂正回路の中間状態が第三階位相多項式状態であることを示し、DCP安定化形式を導入して多項式時間での表現更新を可能にした。マジック状態蒸留やコードスイッチングを含む広範な回路…
最大列ユークリッドノルムへの依存が最適なスパースハミルトニアンシミュレーション
本論文は、dスパースなエルミートハミルトニアンのシミュレーションにおいて、最大列ユークリッドノルムの上界Λに依存するクエリ複雑性O(tΛ√d+√d log(2/ε))の量子アルゴリ…
変分虚時間マヨラナ発展によるハードウェア効率的な基底状態準備
量子化学計算向けに、古典的プレトレーニングを用いた変分虚時間マヨラナ発展（VIME）を提案。圧縮タイル型ユニタリ積状態（c-tUPS）アンザッツと組み合わせ、強相関のルテニウム錯体…
任意のユニタリ変換を定数深さで近似――指数個の補助量子ビットとファンアウトゲートが前提
n量子ビットの任意のユニタリ変換は、1・2量子ビットゲートを使った深さ2^{O(n)}の回路で実装できることが知られていましたが、指数関数的な深さが本当に必要かは未解決でした。本研…
グローバーアルゴリズムを用いた量子計算強化センシングの実験実証
単一の超伝導量子ビットと共振空洞を用いて、グローバー探索アルゴリズムを量子センシングに応用するプロトコルを実験的に実証した。検出帯域幅が10MHzを超えるとグローバー探索を用いない…
円形リュードベリ原子の長時間スピン交換相互作用とスピン運動結合の観測
レーザー捕捉された円形リュードベリ原子を用いて、スピン1/2の交換相互作用を60μs以上・40スピン振動周期にわたって観測し、従来より一桁長い時間スケールを実現した。弱い捕捉条件下…
超高符号化率の量子符号の設計原理：少ない量子ビットで誤りを訂正する符号の作り方
量子誤り訂正に要る物理量子ビットを減らす「超高符号化率の量子符号」について、符号化率・距離・検査重み・ブロック長のトレードオフを体系的に探る設計原理を提案。ペア分割構成と半減変換と…
ノイズモデルとのずれを手がかりに：ドリフトする量子ノイズの下で「論理ギャップ」を超えるポストセレクション
量子誤り訂正デコーダの信頼度指標（論理ギャップ）はノイズモデルの正確性に依存するが、デバイスのドリフトにより不正確になる。本論文では、モデルと実測の不一致を追加の棄却重みとして利用…
Mayerホモロジーで量子優位性を狙う：従来の量子トポロジカルデータ解析の制約を回避する新アルゴリズム
従来の量子TDAはベッチ数が指数的に大きい場合にしか量子優位性が見込めず、具体例も乏しかった。本論文はMayerホモロジーのベッチ数を推定する量子アルゴリズムを示し、高密度領域の高…
量子LDPC符号のソフト復号法：実験検証を伴うビームサーチデコーダ
量子LDPC符号向けのソフトビームサーチデコーダを提案し、デコーダ内部のデータを信頼度として使うことで追加の計算を不要にした。超伝導・イオントラップ向けの5種類の符号の回路レベルシ…
任意の回転曲面符号レイアウトにおける分散型格子手術のためのシンドローム抽出フレームワーク
モジュール型の量子計算で格子手術を行うとき、モジュール間の接続は局所ゲートより雑音が大きい。本論文は、境目に「継ぎ目」を設けて重み4のスタビライザを重み2に割り、Bellペアと3量…
超低消費電力フォトニック量子リザバーコンピュータによる多用途量子機械学習
能動的な調整を一切しない集積フォトニック量子リザバーコンピュータを実証した報告。同じチップで静的な分類・動的な予測・自律予測のすべてに対応し、位相シフタに電力を与えない「ゼロバイア…
中性原子量子計算のための熱マイクロ波バス
中性原子量子コンピューティングにおいて、リュードベリ状態とマイクロ波キャビティを結合させた4準位アーキテクチャを提案。分散型iSWAPと制御位相ゲートの熱的影響を解析し、新たな二光…
300mm CMOS互換QSOI(R)プラットフォームで量子ドットアレイの均一性を大幅改善
28nm FD-SOIを量子ビット向けに作り替えたQSOI(R)を、300mmのCMOS製造ラインで試作した報告。素子ごとのばらつきが大きく減り、2K以下で377個の量子ドットを測…
漸近的に良い量子局所テスト可能符号の明示的構成
量子ビット上の漸近的に良い量子局所テスト可能符号（QLTC）の明示的なファミリーを初めて構築した。この符号は定数レート、定数相対距離、定数重みの局所テスト可能性を持ち、一定の健全性…
量子多体系のための局所最適化変分時間発展
量子多体系の時間発展において、全状態の忠実度ではなく局所縮約密度行列に基づくコスト関数を用いた変分原理を導入。行列積状態の局所最適化による閉形式の運動方程式を導出し、量子古典ハイブ…
5ノード量子リレーを介したエンタングルメント交換と古典通信の多重化実証
量子ネットワークと通常のインターネット通信を同じ光ファイバーに流したまま、もつれ交換を行う初の実証が報告された。Cバンドの時間ビンもつれ光子を10Gbpsの古典信号と波長分割多重し…
ハードウェアを超えて：状態プロキシ均等化による適応的アルゴリズム制御
量子計算の性能を、ハードウェアではなく計算資源の配り方から引き上げるソフトウェア手法「適応的アルゴリズム制御（A2C）」を提案。物理的な時間ではなく累積の計算困難度が均等になるよう…
イオントラップ量子コンピュータによる大規模NMRシミュレーションの実証
QuantinuumのイオントラップQ「System Model H2」で、古典計算では難しい分子1,2-ジ-tert-ブチルジホスファンのNMRスペクトルを、21スピンの実時間発…