NTT、弱い量子コンピュータからフルスペック量子コンピュータに変換する手法を開発

NTTは、出力できる量子ビットの状態に制限がある「弱い」量子コンピュータに、1量子ビットを追加するだけで、制限を完全に取り除き、フルスペックにする手法を世界で初めて開発したと発表した。同社では、量子コンピュータの新しい開発方針を提供することができる成果と位置づけている。

NTTコミュニケーション科学基礎研究所メディア情報研究部 准特別研究員の竹内勇貴氏は、「20年以上前から研究されている量子状態万能性と計算万能性の差が1量子ビットしかないことを解明し、定量的な理解ができるようになった。また、実用性においては、計算万能量子コンピュータが実現しても、多くの人が目指しているフルスペックな量子状態万能量子コンピュータの実現につながるかどうかは不明であったが、今回の研究成果による『変換』を用いることで、計算万能量子コンピュータから量子状態万能量子コンピュータを作ることができる」と述べた。また、「今回着目した測定型量子計算は、量子コンピュータのクラウド化にも有用であると考えている」とも語った。

• 

  NTTコミュニケーション科学基礎研究所メディア情報研究部 准特別研究員の竹内勇貴氏

量子コンピュータは、量子の重ね合わせにより、複数の計算を並列処理できる特徴を持つとともに、出力時に古典コンピュータと同じくビットを出力する「古典出力」と、量子ビットをそのまま出力する「量子出力」の2種類の出力が行える特徴がある。

量子シミュレーションを行った際に、エネルギーの値などを数値として出力する「古典出力」は、古典コンピュータが苦手な問題を高速に解けるといった用途に活用。エネルギーの値が持つ物質を量子ビットとして表現する「量子出力」は、広範囲の量子処理を可能にし、1台目の量子コンピュータで出力した量子ビットを、2台目の量子コンピュータの入力に使用するなど、より複雑な量子情報処理を可能にすることができる。

量子コンピュータの性能は、「万能性」という言葉で表現され、あらゆる量子情報処理に利用可能な性能を示す「量子状態万能性」と、古典コンピュータの単なる高速な代替物とされる「計算万能性」にわけることができる。