量子情報処理に向けた２次元クラスター状態の生成及び時間領域量子計算の実現

二维簇态的生成和量子信息处理的时域量子计算的实现

基本信息

批准号：
18J21684
负责人：
ASAVANANT WARIT
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は量子コンピューターの実現に向けて光の特性及び時間領域手法による実現を模索するとして「量子情報処理に向けた２次元クラスター状態の生成及び時間領域量子計算の実現」をテーマに研究を行った。前年度の成果として、本研究の手法の中で最重要な量子的なリソースである「2次元クラスター状態」を論文【W. Asavanant et al., Science 366, 373 (2019).】にしたうえで、時間領域クラスター状態を実際に利用する原理実証実験も行った。今年度ではまずはその時間領域クラスター状態を利用した実験の成果を論文にまとめて投稿しているとともに国際学会にて共同研究者が発表を行った。また本研究は今年度で最終年度となるが、次のステップに向けて、時間領域手法をさらに応用を拡張し、本研究で獲得したユニバーサルリソースを誤り訂正可能なユニバーサルリソースに昇格する「3次元クラスター状態」の生成理論を論文にした【K. Fukui, W. Asavanant, A. Furusawa, Phys. Rev. A 102, 032614 (2020).】。またもう一つの成果としては原理実証実験から脱却しもっと現実的なデバイスに近づくために自由空間の光学系ではなくファイバー系を使ったコンパクトなクラスター状態生成系の研究も始めた。これらの成果によって現在の主流の量子コンピューターの研究と一線を画し、光を使った時間領域多重の長期的な将来性及びその実用性を示すことができ、且つ最終的なゴールである誤り訂正可能ユニバーサル量子計算の実現への新たな道を開拓することに成功したといっても過言ではない。

本研究旨在探索光和时域技术的特性来实现量子计算机，主题为“二维簇态的生成和实现量子信息处理的时域量子计算”。去年的成果是，我们发表了一篇关于“二维簇态”的论文 [W. Asavanant et al., Science 366, 373 (2019)]，这是该研究方法中最重要的量子资源。我们还进行了原理验证实验来实际利用时域集群状态。今年，我们首次发表了一篇论文，总结了使用时域簇状态的实验结果，并且我们的合作研究人员在国际学术会议上做了报告。此外，虽然今年是这项研究的最后一年，但我们下一步计划进一步扩大时域方法的应用，并将本研究中获得的通用资源推广为可以纠正错误的通用资源。 “簇态”的生成理论 [K. Fukui, W. Asavanant, A. Furusawa, Phys Rev. A 102, 032614 (2020)]。另一个结果是，为了摆脱原理验证实验并接近更现实的设备，我们开始研究使用光纤系统而不是自由空间光学系统的紧凑簇状态生成系统。这些结果使我们有别于当前主流的量子计算机研究，并展示了利用光进行时域复用的长期未来潜力和实用性，以及纠错的最终目标。毫不夸张地说，我们已经成功了。开创了实现通用量子计算的新途径。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Temporal-mode continuous-variable three-dimensional cluster state for topologically protected measurement-based quantum computation

DOI：
10.1103/physreva.102.032614
发表时间：
2020-04
期刊：
Physical Review A
影响因子：
2.9
作者：
Kosuke Fukui;W. Asavanant;A. Furusawa
通讯作者：
Kosuke Fukui;W. Asavanant;A. Furusawa

大規模クラスター状態の生成に向けたファイバーベース光学系による 1545 nm 帯の量子もつれの生成

使用基于光纤的光学系统在 1545 nm 波段生成量子纠缠，以生成大规模簇态

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村智裕;アサバナントワリット;シャロンソンバトアモンバラミー;園山樹;柏崎貴大;梅木毅伺;遠藤護;吉川純一;古澤明
通讯作者：
古澤明

Optical quantum information processing and storage

光量子信息处理与存储

DOI：
10.1117/12.2320476
发表时间：
2018
期刊：
SPIE Proceedings
影响因子：
0
作者：
Jun-ichi Yoshikawa;Yosuke Hashimoto;Hisashi Ogawa;Takahiro Serikawa;Yu Shiozawa;Masanori Okada;Warit Asavanant;Atsushi Sakaguchi;Naoto Takanashi;Fumiya Okamoto;Kan Takase;Masaya Kobayashi;Shota Yokoyama;Shuntaro Takeda;Peter van Loock;Akira
通讯作者：
Akira

Continuous-variable Quantum Teleportation of States Multiplexed in Time Domain

时域复用状态的连续变量量子隐形传态

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
B. Charoensombutamon;W. Asavanant;T. Nakamura;T. Ebihara;S. Yokoyama;R. Alexander;N. Menicucci;M. Endo;J. Yoshikawa;H. Yonezawa;A. Furusawa
通讯作者：
A. Furusawa

Time-Domain Multiplexed Two-Dimensional Cluster State for Large-Scale Universal Multi-Input One-Way Quantum Computation

用于大规模通用多输入单向量子计算的时域复用二维簇状态

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
W. Asavanant;Y. Shiozawa;B. Charoensombutamon;H. Emura;S. Yokoyama;R. N. Alexander;N. C. Menicucci;S. Takeda;J. Yoshikawa;H. Yonezawa;and Akira Furusawa
通讯作者：
and Akira Furusawa