世界最大の3Dフォトニック量子チップが量子シミュレーションの性能を向上

中国上海交通大学の研究チームは、2D量子ウォークを実証し、量子シミュレーションの性能を向上させる世界最大の3D光子量子チップを開発したと発表した。

量子ウォーク

量子ウォークは、古典的なランダムウォーク（ランダムステップの連続）に類似していますが、量子ウォークにおける歩行者は位置の重ね合わせ状態にあるという点が異なります。つまり、歩行者は同時にすべての位置に存在できるということです。

これが実際に意味するのは、量子探索や量子シミュレーションの応用において、量子ウォークが古典的なランダムウォークよりも優れた性能を発揮できるということです。これまで、量子実験のほとんどは1次元で行われていましたが、現在では多次元で実行できるようになりました。

STJUチームは、「フェムト秒レーザー直接描画」と呼ばれる技術を用いて、最大49×49ノードの3Dフォトニックチップを構築しました。これは世界最大規模のチップです。このチップを用いて、チームは実空間における2D連続時間量子ウォークを実証しました。

STJU チームの研究は、量子ウォークに基づく量子アルゴリズムの開発、さらには将来的にはより容易で複雑な量子実験への道を開くものとなるはずです。

実用的な量子コンピュータの実現に向けて加速

過去数年間、より多くの大学だけでなく、D-Wave、Google、IBM、Intel、Microsoft、Rigettiなどの企業、そして政府も量子コンピュータに注力し始め、量子コンピューティング研究に取り組み、投資し始めています。

量子コンピュータは、科学と医学における大きな進歩の発見を支援し、従来のコンピュータでは簡単に解決できなかった他の多くの重要な世界の問題を解決することが期待されています。