理化學研究所,科學技術振興機構(JST),シドニー大學,ルール大學 ボーフム校

令和3年5月6日

理化學研究所
科學技術振興機構(JST)
シドニー大學
ルール大學 ボーフム校

半導體量子ビットの確率的テレポーテーションに成功

~半導體量子コンピューターの大規模化に向けて前進~

理化學研究所(理研) 創発物性科學研究センター 量子機能システム研究グループの小嶋 洋平 研修生、中島 峻 上級研究員、樽茶 清悟 グループディレクター、シドニー大學のシュテフェン?バートレット 教授、ルール大學 ボーフム校のアンドレアス?ウィック 教授らの國際共同研究グループは、半導體量子ドット中の電子スピン量子ビットを用いた「確率的テレポーテーション」に成功しました。

本研究成果は、半導體量子コンピューターの大規模化において重要なステップである、3量子ビットのアルゴリズムを実現したものです。これにより大規模な量子計算に向けた研究開発が一層進むと期待できます。

近年、大規模量子計算に向けた研究開発が進む中、半導體量子コンピューターではこれまでに1つあるいは2つの量子ビットを用いたアルゴリズムを中心に実現されていました。次の段階として3つの量子ビットを用いたアルゴリズムの実現が望まれていましたが、その制御難易度から実現例はごくわずかでした。

今回、國際共同研究グループは3つの電子スピン量子ビットを用いて、「量子テレポーテーション」と呼ばれるアルゴリズムを実行し、ある量子ビットの狀態を他の量子ビットへと転寫することに成功しました。

本研究は、科學雑誌「npj Quantum Information」(2021年5月6日付:日本時間)に掲載されます。

本研究は、科學技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業 CREST「量子狀態の高度な制御に基づく革新的量子技術基盤の創出(研究総括:荒川 泰彥)」の研究課題「スピン量子計算の基盤技術開発(研究代表者:樽茶 清悟)」、文部科學省 光?量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP) 基礎基盤研究「シリコン量子ビットによる量子計算機向け大規模集積回路の実現(研究代表者:森 貴洋)」、日本學術振興會(JSPS) 特別研究員奨勵費「半導體量子ドット系における電子スピンを用いた量子テレポーテーションの実裝(研究代表者:小嶋 洋平)」、科學研究費補助金基盤研究B「電子スピン量子計算の実現に向けたフィードフォワード制御(研究代表者:中島 峻)」、の支援を受けて行われました。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“Probabilistic teleportation of a quantum dot spin qubit”
DOI:10.1038/s41534-021-00403-4

<お問い合わせ先>

(英文)“Probabilistic teleportation of a quantum dot spin qubit”

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