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量子計算の実現に向けて

研究報告コード R993100981
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 竹内 繁樹
研究者所属機関
  • 北海道大学電子科学研究所電子計測制御部門
研究機関
  • 三菱電機先端技術総合研究所先導技術部門分子素子部
報告名称 量子計算の実現に向けて
報告概要 量子計算機の概念は1985年に提案され,1994年に因数分解アルゴリズムが発見された。その後,現在のコンピュータの情報単位である「ビット」と基本ゲートである「ノットゲート」や「アンドゲート」に対応するものとして,「キュビット」とそれに対する「位相シフタ」及び「コントロールノット」が発見された。これらゲートが実現できれば量子計算機は実現可能であるが,コントロールノットは量子制御が困難でまだ実現していない。本研究の目的は,量子計算アルゴリズムを実行可能な物理系を構築し,その動作を検証することにある。コントロールノット実現の困難性を回避しながら量子計算を研究する方法として,線形光学素子を用いる方法を提案した。Deutsch-Jozsaのアルゴリズムに対応した光学系,明るい単一光子源,高量子効率検出器について研究し,3qubitを用いるアルゴリズムのプロトタイプを構築し,その動作検証に成功した。
研究分野
  • 量子力学一般
  • 光学情報処理
  • 計算理論
  • ディジタル計算機方式一般
  • ディジタル計算機ハードウェア一般
関連発表論文 (1)Shigeki Takeuchi, Proceedings of FOURTH WORKSHOP ON PHYSICS AND COMPUTATION: PhysComp96, 1996 (to be appeared in Physica D)
(2)竹内繁樹、「量子計算の実験」数理科学10月号p36(1998)
(3)竹内繁樹、「線形光学素子を用いた、量子計算アルゴリズムの実現」電子情報通信学会論文誌A 12月号(1998)
(4)Shigeki Takeuchi 「Experimental demonstration of a three-qubit quantum computation algorithm using a single photon and linear optics」 Phys. Rev. A. Vol. 62 (2000) 032301
研究制度
  • さきがけ研究21、「場と反応」領域/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 竹内 繁樹. 量子計算の実現に向けて. 「さきがけ研究21」研究報告会「場と反応」領域 講演要旨集(研究期間1995-1998),1998. p.39 - 46.

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