ダイヤモンド中でエラー耐性のある量子演算処理に成功 横浜国立大学
横浜国立大学の小坂英男教授らの研究グループは、ダイヤモンド中の窒素空孔中心にある電子や核子のスピンを量子ビットとして用い、室温の完全無磁場下で、操作エラーや環境ノイズに耐性を持ち自在に多量子操作ができる万能な量子ゲート操作に世界で初めて成功した。室温万能量子コンピューターの実現が期待される。 研究では、磁場を完全に排除し、エネルギー差のない上向きと下向きのスピンを量子ビットとして用いた。エネルギー差がないため操作が困難になるが、操作エラーや環境ノイズに耐性がある。研究グループは、室温でも安定なNV中心にあるスピン量子ビットに、2本の直交したワイヤーから「偏光したマイクロ波」を印加して幾何学的に量子操作することを提案し、量子ゲート操作（量子情報の演算基本単位）の実験に成功した。「幾何学量子ビット」と名付けたこのスピン量子ビット操作手法は、課題であったエラーを排除して操作精度の限界を実質上なく
情報量は宇宙トンネルの断面積 －ミクロな情報量を計算する幾何学的公式の発見－
梅本滉嗣 基礎物理学研究所修士課程学生と高柳匡 同教授は、量子ビットの「Entanglement of Purification」（純粋化量子もつれ）と呼ばれる情報量を計算する新しい幾何学的公式を発見しました。 本研究成果は、2018年3月26日に国際学術誌「Nature Physics」にオンライン掲載されました。 量子もつれの量を幾何学的に計算する公式を著者の一人 ( 高柳 ) がポスドク時代に発見してから１０年以上経過しました。この研究成果は、「宇宙が量子ビットで創られている」という新しいアイデアを生み出し、最近では世界中で活発に研究が進められている大きな研究テーマとなっています。しかし、この発見は氷山の一角に過ぎませんでした。ずっと一般的な公式が存在することが予想されていたにも関わらず、なかなか明確な答えを得ることができなかったのです。ところが、今回、修士課程学生（梅本）の鋭い洞察
見られていると絶縁体が安定化する －観測による量子多体状態の制御技術を確立－
富田隆文 理学研究科博士課程学生、高橋義朗 同教授、段下一平 基礎物理学研究所助教らの研究グループは、レーザー光を組み合わせて作る光格子に極低温の原子気体（レーザー冷却、蒸発冷却などを施し、真空容器中の気体を絶対温度でナノケルビンの温度にまで液化・固化させることなく冷却させたもの）を導入し、周囲の環境との相互作用によるエネルギーや粒子の出入り（以下、散逸）が量子相転移（圧力や磁場などを変化させた際に量子力学的なゆらぎにより物質の状態が異なる状態へと変わること）に与える影響を観測することに、世界で初めて成功しました。 本研究成果は、2017年12月23日午前4時に米国の科学誌「Science Advances」に掲載されました。 極低温原子気体を用いた量子シミュレーションは21世紀に始まった比較的新しい研究方法で、いまなお大きな発展の可能性を秘めています。今回の研究でシミュレートした開放量子
量子力学が予言した化学反応理論を初めて実験で証明 - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
中村 栄一（化学専攻 特任教授） 原野 幸治（化学専攻 特任准教授） 発表のポイント 19世紀以来、化学者はアボガドロ数（10の23乗）個の分子の平均像から化学反応の速度を決定してきた。今回、数十から数百個の分子の反応を調べるだけで速度と反応機構を決定できた。 一次元に並べた数十の分子の反応を逐次的に原子分解能顕微鏡で追跡して「分子一つ一つはランダムだが総和を取ると一次反応速度式に従う」という量子力学理論の予測を実証した。 顕微鏡を用いて化学反応を記録し解析できることを実証した本成果は、従来の顕微鏡科学の常識を凌駕し、今後、化学、生物学、材料研究における超微量、超高分解能の構造決定の革新的分析手法として新たな研究分野および産業応用を切り拓くことが期待される。 発表概要 東京大学大学院理学系研究科化学専攻の中村栄一特任教授、原野幸治特任准教授、山内薫教授らの研究グループは、確率論的に起こる一
量子ニューラルネットワークのクラウド公開に対する量子コンピュータ研究関係者の反応（11/22更新）（11/24更新）
量子ニューラルネットワークの報道とプレスリリースを受けて。 システムがクラウド公開されるのは11月27日を予定。（プレスリリースより） QNNクラウドシステムへのリンク https://qnncloud.com
量子コンピュータのエラー訂正を高速化、速さのジレンマ解消 東京大学
東京大学の研究グループは、従来不可能とされた、量子コンピュータの内部で発生する量子的なエラーの影響の追跡を正確かつ高速に評価する数値計算手法を新たに提案した。 量子コンピュータは、量子力学の「重ね合わせの原理」を活用して計算する技術。素因数分解や量子化学計算などの問題を超高速に解けるとされ、その開発が世界中で進められている。 実際の量子コンピュータは、わずかにエラーをもつ素子（量子ビット）を組み合わせて作られるので、それを訂正しながら計算を続ける仕組みの「量子誤り訂正」が必要。その設計には、素子のエラーをどの程度低減できれば誤り訂正がうまくいくのかを見積もることが重要だ。 しかし、量子コンピュータが高速のため、この見積もりの計算は通常のコンピュータでは追いつかず、「量子コンピュータの設計には量子コンピュータが必要」というジレンマが生じる。 研究グループは、量子コンピュータが量子的なエラーを
共同発表：「弱い」計算能力の量子コンピューターでも、古典コンピューターの性能を上回ることを理論的に証明
群馬大学 大学院理工学府電子情報部門の森前 智行 准教授は、ノイズが非常に多く計算能力が「弱い」量子コンピューターであっても、古典コンピューターの性能を十分に上回ることを理論的に証明しました。これにより、非常に複雑な汎用の量子コンピューターを作らなくても、近い将来に実現できる技術で、量子コンピューターの古典計算機に対する優位性を実演できるようになると期待できます。 本研究成果の一部は独立行政法人 日本学術振興会科学研究費助成事業（若手B）、および文部科学省 科学研究費補助金新学術領域研究「多面的アプローチの統合による計算限界の解明」によって得られました。 本研究成果は10月5日に米国物理学会の学術誌「Physical Review A Rapid Communications」に掲載されました。 本研究成果の一部は、国立研究開発法人 科学技術振興機構（ＪＳＴ） ＡＣＴ－Ｉ「情報と未来」（文
量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功 | 東京大学工学部
プレスリリース 研究 2017 2017.09.06 量子力学から熱力学第二法則を導出することに成功 〜「時間の矢」の起源の解明へ大きな一歩〜 東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の伊與田英輝助教、金子和哉大学院生、沙川貴大准教授は、マクロ（巨視的）な世界の基本法則で、不可逆な変化に関する熱力学第二法則を、ミクロな世界の基本法則である量子力学から、理論的に導出することに成功しました。これは、極微の世界を支配する「量子力学」と、私達の日常を支配する「熱力学」という、二つの大きく隔たった体系を直接に結び付けるものです。本研究では、量子多体系の理論に基づき、単一の波動関数（注４）で表される量子力学系において、熱力学第二法則を理論的に導きました。従来の研究とは異なり、カノニカル分布などの統計力学の概念を使うことなく、多体系の量子力学に基づいて第二法則を導出したことが、本研究の大きな特徴です。さら
コンピュータがこの10年で迎える限界の正体
現在、急速に商用化が進むAI（人工知能）は、GPUというプロセッサ（半導体）を搭載したコンピュータで、大量のデータを処理することで動いている。GPUは元々、ゲームのコンピュータ・グラフィックスなどを処理する画像処理用半導体で、これがAIなどのコンピュータ・システムに搭載されるようになったのはこの10年のこと。そしてこのGPUコンピューティング（GPGPU）の本格運用に世界で初めて成功したのは、実は日本のコンピュータ研究者だ。 『週刊東洋経済』8月21日発売号「教養としてのテクノロジー」に連動したテクノロジー（テック）賢人へのインタビュー3回目は、GPGPUの始祖である松岡聡・東京工業大学学術国際情報センター教授。コンピュータの未来を聞いた。 「ムーアの後をどうするんだ？」 ――コンピュータ研究において、今もっともホットな論点は何ですか？ 今のコンピュータというものが、あと10年で限界が来る
CERN、光子・光子散乱をLHCアトラス検出器で観測 - 80年前のQED予言を実証
欧州原子核研究機構(CERN)は、2つの光子同士がぶつかって散乱する「光子・光子散乱」と呼ばれる現象の直接的証拠を、大型ハドロン衝突型加速器(LHC)による実験で確認したと発表した。光子・光子散乱は、量子電磁力学(QED:Quantum electrodynamics)によって1930年代から存在が予言されていたが、実験が難しくこれまで確認されていなかった。研究論文は物理学誌「Nature Physics」に掲載された。 古典電磁気学では、光子同士がお互いに相互作用することはないとされる。古典電磁気学で扱う粒子の相互作用は、正または負の電荷をもった荷電粒子同士の電磁的相互作用であるが、光子は電荷をもっていないため相互作用できないと考えられる。 一方、相対性理論や量子力学を取り入れて古典電磁気学を拡張したQEDでは、古典理論ではあり得ないさまざまな現象が起こるとされており、光子同士の相互作用
宇宙誕生時に起きた重力異常と同じ現象をワイル半金属の実験で確認-IBMなど
IBMチューリッヒ研究所、ハンブルク大学などの国際研究チームは、トポロジカル物質の一種であるワイル半金属において、「混合軸性重力異常」と呼ばれる量子異常現象を確認したと発表した。 この異常現象は、従来の理論ではビッグバン直後の初期宇宙や中性子星内部、高エネルギーの粒子衝突実験で作られる超高温(数兆度)のクォークグルーオンプラズマといった特殊な条件下で現れると考えられてきたもので、いままで実験的に観測されたことはなかった。今回、実験室内における固体試料の観察によってこの量子異常が確認されたことは、物理学の基礎研究としても、固体物理のデバイス応用の上でも重要な成果であるとしている。研究論文は、科学誌「Nature」に掲載された。 特殊な条件を置くことによって、古典物理学の基本法則であるエネルギー・電荷・運動量などの保存則が、量子力学のレベルで破れる場合がある。古典的な保存則に関するこのような破
「三次元量子液晶」を発見、量子コンピュータに応用期待 - Caltech
カリフォルニア工科大学(Caltech)の研究チームは、三次元状態で存在する「量子液晶」を発見したと発表した。これまで二次元の量子液晶の存在は知られていたが、三次元のものが確認されたのは今回がはじめて。将来的には、量子コンピュータ向けのトポロジカル超伝導体などに応用できると期待される。研究論文は、科学誌「Science」に掲載された。 左は、レニウム系金属化合物の通常の結晶構造から得られる二次高調波のパターン。右は量子液晶の状態のパターンであり、試料の原子構造からの極端なずれが現れている(出所：Caltech) 液晶は、液体のように自由に流動するが、同時に固体と同じような結晶構造をもっており、液体と固体の性質をあわせもった中間的な物質の状態であるとされる。自然界では生物の細胞膜に液晶の性質があり、工学的には液晶ディスプレイなどにも利用されている。 量子液晶では、物質中の電子が液晶分子に似た
量子コンピューター実現へ初の青写真 モジュール接続に新手法
オーストラリア・シドニーにあるニューサウスウェールズ大学で、量子素子を製造する研究者ら（2012年9月20日撮影、資料写真）。(c)AFP/Australian National Fabrication 【2月2日 AFP】大規模な量子コンピューターの実現に向けた初の青写真を、世界各国の科学者からなるチームが1日、米科学誌「サイエンス・アドバンシズ（Science Advances）」に発表した論文で示した。大きさは最大でサッカー場のピッチほどになる可能性があるが、実現できれば世界でも指折りの厄介な問題の解決が期待できる。 大型の量子コンピューターは実証試験が行われていないばかりか、実現のめどすら立っていない。論文はこうした量子コンピューターの製造に向けた一歩となった。 論文を共同執筆した英サセックス大学（University of Sussex）のウィンフリート・ヘンジンガー（Winfr
量子コンピューター実現に不可欠な技術開発 東大 | NHKニュース
現代のスーパーコンピューターでは何千年もかかると言われる極めて複雑な計算を、わずか数時間で解くという、夢の超高速コンピューター「量子コンピューター」の実現に向けて、東京大学のグループが世界的に注目されている「量子テレポーテーション」と呼ばれる現象をめぐり、重要な成果を得たことがわかりました。超高速コンピューターの実現に欠かせない、情報の瞬間移動を無制限に繰り返せるようにする新たな技術の開発の成功で、グループではことしから大規模な計算を精度高く行うための研究を本格化させることにしています。 量子とは、物質のもとになる原子や光子などのことで、古澤教授はカリフォルニア工科大学の客員研究員だった１９９８年に、離れている二つの量子の間で情報を瞬時に伝える量子テレポーテーションと呼ばれる現象を起こすことに世界で初めて成功し、注目を集めました。 この量子テレポーテーションについて、古澤教授のグループが実
「ワームホール」と「量子もつれ」に兄弟説 - 日本経済新聞
物理学には2つの柱となる理論がある。1つは重力の理論で時空の理論でもある「一般相対性理論」。もう1つは素粒子の理論のベースとなる「量子力学」だ。一般相対論からは「ワームホール」、量子力学からは「量子もつれ」といういずれも奇妙な物理現象の存在が導き出される。これら2つの物理現象が実は等価であるとする仮説を米プリンストン高等研究所のフアン・マルダセナ博士らが提唱、注目を集めている。ブラックホール間に近道が存在
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東北大、量子速度限界がマクロな物理法則にも存在することを発見
「量子コンピュータと従来型コンピュータは共存する」 ～量子アニーリングの提唱者・東工大 西森教授がレクチャー
ComputerworldとCIO Magazineは閉鎖しました
中国の量子通信衛星「墨子」、量子もつれ状態の光子を地上に送信することに成功 | スラド IT
この世のモノは見るまで存在しない“非実在性”は巨視的世界にも当てはまる ～NTTらが実証
