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【物理】超伝導量子ビット技術に大幅な進展 数十μsという大きなコヒーレンス時間を確認 量子計算機実現に近づく

1 :pureφ ★:2011/12/25(日) 05:22:21.04 ID:???
超伝導量子ビット(Qubits)技術に大幅な進展〜Superconducting Qubits are Getting Serious〜

 アメリカ物理学会(APS)のウェブ誌Physicsは2011年12月5日号Viewpoint欄
(同じ専門の研究者執筆の注目論文の解説的な紹介欄)で,同日発行のPhysical
Review Letters 107巻に,Yale大学(Yale University, New Heaven, USA)のHanhee
Paik博士とその共同研究者達が,超伝導量子ビットのコヒーレンス時間を3次元回路
量子電磁力学法(Three-Dimensional Circuit QED architecture)で測定して,
数十µsという大きなコヒーレンス時間を確認し,量子計算機の実現に向かって大きく
前進したという論文が掲載されていると紹介した(注).

 超伝導量子ビットは,インダクタ,キャパシタとジョセフソン接合(JJ)で出来ているが,
インダクタとキャパシタだけから出来ている量子回路は放物線状のエネルギー・ポテン
シャルになり,そのエネルギー準位は等間隔になるため量子ビット(qubit)としては働く
ことができない.これにJJが加わるとポテンシャルは非放物線的になり,エネルギー準位は
等間隔ではなくなり,適当な二つの準位を選んで|0> および|1>というqubitの二つの
状態とすることができる.1999年に最初の超伝導qubitが報告された時のコヒーレンス
時間は1nsの桁と非常に短く,とても量子計算に使えるものではなかった.しかし,この
10年間の間に,コヒーレンス時間は1〜5µsと1,000倍もの改善を見たという.今回のYale
大学の超伝導qubitは,以前(2008年)彼らが提案していたマイクロ波伝送線路
(transmission line)を用いたqubit(transmon-qubitと呼ばれる)を超伝導共振器の
中に配置してキャパシタの容量を非常に大きくした3次元(3D)のデバイス構造である.
このサンプルを用いて実験を行い,エネルギー緩和時間T1=60µs,位相緩和時間
T2=20µsと大きな値を得たという.この値は,二つのqubit間の相互作用時間を30-
100nsとして,最近開発された量子誤差補正の枠組みを利用して評価した量子計算が
実行可能になるのに必要なコヒーレンス時間に近づいている.誤差補正に伴うオーバー・
ヘッドを考えると,まだこの10倍から100倍の値が必要かも知れないが,1999年から
60,000倍も改善されたことを考えるとそれほど怖れることはないという.

 実際,超伝導量子ビットの分野はその誕生から相当な時間が過ぎているが,まだ
基本的な障害物は現れていないし,Paik達が記述した3次元導波路共振器(3D
waveguide cavity)によるアプローチは有望そうであり,多くの研究グループが参入
することが期待され,また1,000個以上のqubitからなるシステムを作製することも想像
できないことではないとしている.

 この結果から量子計算機の実現が近いと言う訳ではないが,この分野ではより大きな
工学的な挑戦に焦点を絞る機運が高まっている.問題は2,3個のqubitの相互作用を
見るのではなく,これらを一まとめにして量子計算機を作ることではないかと,Physics誌
Viewpoint欄の著者Matthias Steffen博士は述べている.

ナノテクジャパン 2011.12.19
https://nanonet.nims.go.jp/modules/news/article.php?a_id=1226

Viewpoint: Superconducting Qubits Are Getting Serious
Matthias Steffen, IBM T.J. Watson Research Center, Yorktown Heights, NY 10598, USA
Published December 5, 2011 | Physics 4, 103 (2011) | DOI: 10.1103/Physics.4.103
http://physics.aps.org/articles/v4/103
Hanhee Paik, D. I. Schuster, Lev S Bishop, G. Kirchmair, G. Catelani, A. P. Sears, B. R. Johnson,
M. J. Reager, L. Frunzio, L. I. Glazman, S. M. Girvin, M. H. Devoret, and R. J. Schoekopf
Observation of High Coherence in Josephson Junction Qubits Measured in a Three-Dimensional Circuit QED Architecture
Physical Review Letters, Vol. 107, No. 24, p. 240501 (2011) [5 pages], DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.193903240501
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.107.240501

【計算】動き始める量子コンピュータ USC、量子計算センターを設立 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1320248027/-100
【物理】「量子もつれ」制御に成功-量子コンピューターに道 東大・NTT
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1316761892/-100
>>2辺りに続く

2 :pureφ ★:2011/12/25(日) 05:22:32.60 ID:???
【物理】電子「1個だけ」移動成功 量子コンピューターへの一歩 東大など 画像あり
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1316760050/-100
【物理】多機能な二量子ビット演算素子の開発に成功 「制御反転演算」「交換演算」を1つの素子で実現 NTTと東工大 画像あり
http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1248904991/-100
【ナノ・量子】量子計算に必要な複数量子ビット操作を確認 東大、JSTら 画像あり
http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1219059135/-100
【量子コンピュータ】離れた量子ビット間での通信を実現
http://news24.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1190912965/-100

3 :名無しのひみつ:2011/12/25(日) 05:59:46.57 ID:U73Jx9iX
量子コンピュータニュース秋田

4 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 16:52:43.53 ID:P4N9/E7B
コヒーレンス時間とは何ぞや?

5 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 16:56:50.94 ID:bROCbtnG
電子の移動速度ってどのくらいに出来るんだっけ?
10usecだと伝送距離はどのくらいだろう

6 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 17:10:56.84 ID:DmVmstk9
40μ秒でしたくしな

7 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 17:17:56.18 ID:jczdzRty
コンバトラーV

8 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 17:38:12.70 ID:LAxVLCyb
ま・た・か・よ

出来てから言え

9 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 17:41:39.09 ID:XSFVR3BK
この「近づく」って、どの程度の意味なんだろう
東京日本橋から京都駅前まで行くつもりで、品川駅前あたり?

10 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 18:03:51.35 ID:yZcb6hwt
あと100年くらいだったのが、あと90年くらいまで近づいたかな?

11 :名無しのひみつ:2011/12/26(月) 20:23:04.77 ID:2/zFYivn
アメリカでもう動いてるのに、日本は原始的な後追いオナニーばかりだねえ

12 :名無しのひみつ:2011/12/27(火) 00:05:41.95 ID:BfHots4g
これくらい時間あればもう計算に使えそうだけどな
普通のCPUなら数万回は命令を実行できるだろ

13 :名無しのひみつ:2011/12/28(水) 10:53:32.25 ID:fXB00lxO
>>1の最近開発された補正技術って、これの事かな?
報道発表資料 : 量子コンピュータ実現に大きく近づく誤り耐性技術を開発 | NTT
http://www.ntt.co.jp/news2010/1011/101124a.html

14 :名無しのひみつ:2011/12/29(木) 19:28:10.91 ID:ZcCG/RNZ
レーザーだとミリ秒くらいのコヒーレンス時間は余裕だというのに、何をいまさら、、、

15 :名無しのひみつ:2011/12/29(木) 19:41:28.86 ID:1uaCyfoU
3行でギブアップww

16 :名無しのひみつ:2011/12/29(木) 21:45:50.69 ID:gFArBgkM
>>4
大雑把に言うと、1bitの情報を保持できる時間。

たとえば矢印が上を向いているか、下を向いているかでON/OFFを判断しているとすると、
初めはONにセットしていても、時間が経つと勝手にクルッとOFFなってしまう。
この情報が勝手に変わってしまうまでの時間。

17 :名無しのひみつ:2011/12/29(木) 23:08:35.60 ID:xY//8A1o
コーヒーがどうかしましたか?

18 :名無しのひみつ:2011/12/29(木) 23:26:08.91 ID:uMFP+OJU
コーヒーはホットで

19 :名無しのひみつ:2011/12/29(木) 23:33:55.65 ID:fcXrY3Yc
これが世の中で動き出したらどんなことが起こるのだろう。
シミュレーションがより完璧に出来るようになるとか?

20 :名無しのひみつ:2011/12/30(金) 00:05:55.21 ID:1HpRkY+I
量子コンピュータでエロゲするとどうなるの?

21 :名無しのひみつ:2011/12/30(金) 00:33:43.76 ID:LYNvbJ4v
>>19
これが世の中で動き出したら、
暗号が意味をなさずにネットサービスが崩壊してペーパー文化に逆戻り。
もちろんクラウドとかにドップリ浸かってる会社も崩壊ね。

22 :名無しのひみつ:2011/12/30(金) 00:39:54.72 ID:E0ek502p
キュウびっと「その願いは君の魂を(ry

23 :名無しのひみつ:2011/12/31(土) 04:22:43.20 ID:aQ2jmRg/
>>21
アニメの見過ぎ、多少セキュリティのリスクが高まるだけ
秘密鍵の交換が面倒になる、成りすまし防止が面倒になる、その程度だな

24 :名無しのひみつ:2011/12/31(土) 04:50:41.79 ID:enFXy1jZ
ファンネル!!

25 :名無しのひみつ:2011/12/31(土) 12:58:40.42 ID:BnoekRNH
>>1
コーヒーレンスがコーヒーレンズの書き間違えでは無い事は分かった

26 :名無しのひみつ:2011/12/31(土) 13:52:39.01 ID:fJtbBvtu
なるほど
わからん

27 :名無しのひみつ:2011/12/31(土) 14:03:34.84 ID:8FrCrirv
コヒーレンスなんて書くよりも coherence のほうが分かりやすい。

28 :名無しのひみつ:2012/01/01(日) 09:53:53.52 ID:MAGI6AZi
IDがマギ記念カキコ

29 :名無しのひみつ:2012/01/02(月) 22:32:50.35 ID:bnYlYf9w
量子なんとかの原理とかわからないけど
なんとかペアがもつれとか聞くと
そもそも遠く離れた超新星とかと僕達もよく考えるとビッグバンのときは一体だったから
あらゆる森羅万象は運命の糸とかでどこかで因縁がつながっているのかなと
そんな感じがする
この記事と関係ある話かどうか知らんが

30 :名無しのひみつ:2012/01/03(火) 02:24:03.40 ID:DolsYK37
量子計算機って超並列マシンに成るんだよな?
グラボは800コアくらいで並列に計算しているから、これでグラボを作ればどうなるんだ?

31 :名無しのひみつ:2012/01/03(火) 10:26:07.65 ID:2c40m3vl
ブラックで

32 :名無しのひみつ:2012/01/03(火) 10:51:58.88 ID:xXjMt+Zc
「コンピュータ」て「タ」で切るのみっともないからいい加減やめようよ

33 :名無しのひみつ:2012/01/03(火) 14:51:56.46 ID:BIJYPS8G
生きてるうちには実現できそうにないのでもうどうでもいいです

34 :名無しのひみつ:2012/01/03(火) 16:24:45.73 ID:MLRyp+nV
>>32
> 「コンピュータ」て「タ」で切るのみっともないからいい加減やめようよ

ジジババ乙www
今は原音に近いそっちの表記が常識だ。"computer"の"-er"の音は短母音だからな。
「コンピューター」でないとみっともないなんて言ってると歳がバレバレだぞwww

35 :名無しのひみつ:2012/01/03(火) 16:58:19.98 ID:reuYdN9s
公文書もどっちでもいいことになってる

いいからケツの力抜けよ

36 :名無しのひみつ:2012/01/04(水) 03:01:13.51 ID:1jQWp3sj
ぷ〜

37 :名無しのひみつ:2012/01/18(水) 03:09:44.10 ID:G++ZNGQD
あぁ、MSも何年か前から長音に変えてたなー

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