By ケナ・ヒューズ=キャッスルベリー 投稿日: 12 年 2024 月 XNUMX 日
IQT の「ジャーナル クラブ」は、最近の量子技術研究論文を分析し、量子エコシステムに対するその影響について議論する毎週の記事シリーズです。この記事では、で出版された最近の論文について説明します。 物理学の結果 中東のさまざまな研究所の研究者による研究で、2量子ビットもつれゲートを備えた超伝導量子コンピューターを研究しています。
多くの異なるタイプの量子コンピューターが開発されていますが、超伝導量子コンピューターは、スケーラビリティ、より高い忠実度、より長いコヒーレンス時間といった利点が予測されるため、多くの企業にとって特に関心を集めています。超伝導量子コンピューターは、超伝導材料で作られた回路を使用して量子ビットを作成します。これらの量子ビットは、0、1、またはこれらの状態の量子重ね合わせの状態で存在できるため、特定のシナリオでは古典的なコンピューターよりもはるかに効率的に複雑な計算を実行できます。
超伝導量子コンピューターの構築の仕組みをさらに理解するために、中東のさまざまな研究機関と提携している研究者、ムハマド・アブガーネムとヒケム・エレシュは、ダグウッド・バムステッド(DB)ゲートと呼ばれる2量子ビットもつれゲートの包括的な分析を、ノイズの多い中スケール量子のコンテキスト (NISQ)コンピュータ。 「ダグウッド・バムステッド」とはアメリカの漫画のキャラクターを指します。研究者らは研究結果を次のように発表した。 物理学の結果.
2量子ビットもつれゲートの詳細
これらのコンピューター、特に超伝導量子ビットに基づくコンピューターは、古典的なコンピューティング方式と比較して優れたパフォーマンスを示しています。ただし、量子計算に必要なもつれ状態を作成するために重要な 2 量子ビットもつれゲートのエラーにより、重大な課題に直面しています。
この研究では、DB ゲートが、量子コンピューター、特に超伝導量子ビットを利用した複雑なアルゴリズムを実行できる可能性について調査されています。ゲートは、以前の研究の実験設定に基づいて、2 つの容量結合されたジョセフソン超伝導量子ビットを使用して実現されました。研究者らは、ノイズのない環境、ノイズのある環境、実際の環境など、さまざまな環境で量子プロセストモグラフィー (QPT) と量子状態トモグラフィー (QST) を使用して、DB ゲートの詳細な特性評価を実施しました。 IBM 量子コンピューター。
DB ゲートのパフォーマンスは、これらのトモグラフィー実験を通じて評価され、平均ゲート忠実度が 0.85450、プロセス忠実度が 0.8069705、状態忠実度が 0.8858750 であることが明らかになりました。これらの結果は、さまざまな量子環境におけるゲートの機能に関する洞察を提供し、NISQ デバイスにおける DB ゲートの課題と可能性を浮き彫りにする重要な結果です。
超伝導量子ビットへの影響
この研究は、特に超伝導量子ビットの領域における NISQ デバイスの制限と機能を理解する上で重要です。この発見は、量子コンピューターの計算能力を最大限に活用するには、2 量子ビットもつれゲートのエラーに対処することの重要性を強調しています。 DB ゲートの実装と分析の成功は、スケーラブルな量子コンピューティング アーキテクチャの開発における一歩前進を表しており、複雑な問題を解決する際に古典的な手法を超える、より効率的な量子コンピューティングにつながる可能性があります。
この研究は、2 量子ビットもつれゲートの理解と実行を進めることにより、信頼性の高い量子コンピューターの開発における主要な障害の 1 つに対処することに貢献します。改良された 2 量子ビット ゲートは、量子コンピューティング システムの忠実性とスケーラビリティを直接強化します。これは、現在の NISQ (ノイズの多い中間スケール量子) デバイスから、より高度でエラー耐性のある量子コンピューターに移行するために重要です。この進歩により、創薬のための医薬品、複雑な最適化のための金融、高度な暗号化手法のためのサイバーセキュリティなど、さまざまな業界での量子コンピューティングの実用化が加速される可能性があります。さらに、そのような研究から得られる量子計算の信頼性の向上は、量子産業への投資や協力の増加を呼び込み、量子技術の開発をさらに推進する可能性があります。本質的に、この論文の発見は技術の進歩であり、量子コンピューティング分野の大幅な成長とイノベーションを刺激する可能性がある極めて重要な一歩です。
Kenna Hughes-Castleberry は、Inside Quantum Technology の編集長であり、JILA (コロラド大学ボルダー大学と NIST のパートナーシップ) のサイエンス コミュニケーターです。 彼女の執筆ビートには、ディープ テクノロジー、量子コンピューティング、AI が含まれます。 彼女の研究は、Scientific American、Discover Magazine、New Scientist、Ars Technica などで特集されています。
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- 情報源: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-look-at-two-qubit-entangling-gates-for-superconducting-quantum-computers/
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