中性原子方式
量子コンピュータの
可能性
量子コンピュータは、ミクロな世界の物理法則である量子力学の原理を計算に応用した次世代のコンピュータです。同時に複数の状態にあるような「状態の重ね合わせ」や非常に強い相関である「量子もつれ」と呼ばれる量子特有の性質を活用することで、従来のスーパーコンピュータでは解くのが困難な特定の問題を効率的に解くことが可能になります。これによって、分子レベルでのシミュレーションによる画期的な新薬の開発や高性能な新材料の探索および設計、金融市場におけるリスク評価やポートフォリオ最適化など現代の産業や社会において重要な分野において革新的な変化をもたらすと期待されています。現在、世界中で様々な方式による量子コンピュータの研究開発が盛んに進められています。
Bringing Quantum Power to Society
01
中性原子方式では、単一原子を量子計算における情報の最小単位である「量子ビット」として活用します。1つのシステムで用意できる単一原子の個数は、原子をトラップするレーザー光の強度を上げることで数千～数万規模まで拡張することができます。さらに、量子ビットを操作するための機構が量子ビット数が増加しても複雑化しないという特徴を持ち、他方式の量子コンピュータに比べて系の大規模化が容易です。これによって大規模な問題を解くことが可能となります。
02
中性原子方式の量子ビットは、その量子的な性質を維持できる時間（コヒーレンス時間）が、量子ビットの操作や観測に必要な時間に比べて非常に長いという特徴を持ちます。これは量子ビットの状態が計算途中で失われてしまうようなエラーの発生を、他の方式と比較して大幅に抑制できることを意味します。この優れた特性により、多数回の操作を必要とする大規模な量子アルゴリズムの実行を可能とします。
03
中性原子方式では、量子ビットである単一原子を計算中に自由自在に動かすことができます。これにより、必要な原子同士を近づけて相互作用させることで、任意の量子ビット間を接続することが可能です。このため量子回路設計の自由度が高く、複雑な量子アルゴリズムも効率的に実行可能となります。また、柔軟な量子ビットの接続性は、計算エラーを訂正する様々な誤り訂正機構の実装に有利であり、高精度で大規模な量子計算の実現へ貢献が期待されます。
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