理系にゅーす

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1: 2018/04/14(土) 12:44:23.74 ID:CAP_USER
京都大学(京大)は4月11日、量子ビットの「純粋化量子もつれ(Entanglement of Purification)」と呼ばれる情報量を計算する幾何学的公式を発見したと発表した。

同成果は、京大 基礎物理学研究所の修士課程学生である梅本滉嗣氏と同 高柳匡 教授らの研究グループによるもの。詳細は英国の学術誌「Nature Physics」に掲載された。

ミクロな世界を支配する物理法則は量子論と呼ばれており、また物質のミクロな構造のなかに含まれる情報の基本単位を量子ビットと呼ぶ。そして、重力の理論と量子論を融合して、宇宙の統一理論の構築を目指す分野が超弦理論(超ひも理論)だ。

超弦理論では、D次元の反ドジッター宇宙の重力の物理法則は、D-1次元の物質の物理法則と同じである、つまりゲージ理論と重力理論を統一的に扱うことが可能であるとする「ゲージ・重力対応」という考え方が1997年に発見された結果、現在では、これら2つの物理法則が同じであるという多数の具体的な証拠が示されながらも、このゲージ重力対応の基礎的なメカニズムについては、まだよく分かっていないという。

そうした中、2006年に高柳教授ならびに笠真生 シカゴ大学 准教授(現在)が「笠-高柳公式」とも呼ばれる「ゲージ重力対応における量子もつれエントロピー(Entanglement Entropy)の面積公式」を発見。物質の量子もつれエントロピーの大きさは、反ドジッター宇宙の最小断面積と等しい、つまり、物体Aと物体Bの2つの間に共有される量子ビットの情報量(相関)は、物体に対応する宇宙の最小断面積に等しい、ということを示したことにより、近年では「重力理論における宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」という考え方が生み出され、世界中で研究が進められるようになっている。しかし、この公式で正しく情報量が計算できるのは、AとB以外には物体が存在しない場合に限られるという制限があった。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/

図:反ドジッター宇宙の境界にAとBの空間領域をとると、AとBをつなぐトンネルを反ドジッター宇宙の内部に作ることができる (出所:京都大学Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/images/001l.jpg
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引用元: 【物理】京大、ミクロな情報量を計算する幾何学的公式を発見「重力理論の宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」

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1: 2018/03/07(水) 08:12:19.56 ID:CAP_USER
米グーグル(Google)は2018年3月5日(米国時間)、新しい量子プロセッサ「Bristlecone」を発表した。
「0」と「1」の情報を重ね合わせ状態で保持できる「量子ビット」を72個搭載する。
同社はこの新しい量子プロセッサを使って、量子コンピュータが従来型のコンピュータでは実現不可能な計算能力を備えていることを示す「量子超越性」を実証する。

グーグルは量子ビットの数が49個よりも多くなると、量子コンピュータの振る舞いを従来型のコンピュータでシミュレーションできなくなると主張している。
より具体的に言うと、量子ビットが49個あり、量子回路の「深さ」が40以上で、2つの量子ビットによる演算操作(量子ゲート)のエラー率が0.5%を下回る量子コンピュータが実現できれば、量子超越性を実証できるとしていた。

 グーグルのブログでの発表によれば、Bristleconeの量子ビットの数は72個で、量子ビットの読み出しエラー率が1%、1つの量子ビットによる演算操作のエラー率が0.1%、2つの量子ビットによる演算操作のエラー率が0.6%である。量子ビットの数は量子超越性を実証できる数を超えている。
しかしグーグルが「最も重要」とする2つの量子ビットによる演算操作のエラー率は、目標である0.5%にわずかに届いていない。

続きはソースで

写真●グーグルが発表した新量子プロセッサ「Bristlecone」
http://tech.nikkeibp.co.jp/atcl/nxt/news/18/00344/pic01.jpg

日経 xTECH
http://tech.nikkeibp.co.jp/atcl/nxt/news/18/00344/
ダウンロード


引用元: 【IT】グーグルの新量子プロセッサ「Bristlecone」、72量子ビットで量子超越性に挑む[03/06]

グーグルの新量子プロセッサ「Bristlecone」、72量子ビットで量子超越性に挑むの続きを読む

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1: 2018/02/22(木) 02:57:54.77 ID:CAP_USER
東京理科大学の藤原理賀助教らの研究グループは、カムチャッカ半島のトルバチク火山で発見された鉱物を実験・理論の両側面からその内部磁気状態を調べた。
この結果、同物質の低温磁気状態が、一次元的に強い量子もつれを持った「ホールデン状態」であることを発見した。

 スピン(電子の角運動量の自由度)の大きさが整数の場合の低温状態をホールデン状態と呼ぶ。
この状態では、スピン間に強い量子もつれ(状態の重ね合わせによって現れる、異なる量子間の相関効果)があり、一次元鎖の両端に位置する2つのスピンに、2量子ビット(量子計算の情報単位)に相当する自由度が現れる。

 また、この状態を積極的に活用した量子コンピュータの開発が、基礎科学・工学応用の両側面から期待されている。
一方で、ホールデン状態の再現には、整数スピンが必要であり、これを実現する元素は非常に限られているため、これまで積極的に応用への試みがなされていなかった。

続きはソースで

論文情報:
【Physical Review Letters】Cluster-Based Haldane State in an Edge-Shared Tetrahedral Spin-Cluster Chain: Fedotovite K2Cu3O(SO4)3
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.077201

大学ジャーナル
http://univ-journal.jp/19359/
images


引用元: 【量子コンピュータ】 カムチャッカ半島産の鉱物中に量子ビット 東京理科大学が発見[02/20]

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1: 2018/02/13(火) 23:27:52.80 ID:CAP_USER
Google、IBM、Intel、そして Microsoftといった巨大IT企業たちが量子コンピュータの開発に熱心になっている。
それは量子コンピュータが従来のコンピュータよりも圧倒的な速度で計算を行うことができると期待されているからである。
特に最近では、さまざまな種類の"量子"コンピュータもしくは量子力学から着想を得た専用マシンが登場してきている。
しばしば、スーパーコンピュータの〜〜倍速いという言葉でそれらのマシンの性能が謳われたりすることをよく耳にする。
量子コンピュータは本当にスーパーコンピュータに勝つ事ができるのだろうか?
本稿では、量子コンピュータの速さとは何か、そして量子コンピュータが、現代のシリコン半導体技術の結晶とも言える従来型の古典コンピュータと繰り広げる戦いについて紹介したい。

〈量子コンピュータによる計算の高速化〉

量子コンピュータが計算を高速化すると期待されている理由は、最も基本的な物理法則である量子力学を最大限に利用して計算をするコンピュータだからだ。
量子力学は、半導体、レーザー、MRIなどミクロな世界の現象を利用する身近な技術の基礎にもなっている。
 私たちが普段使っているコンピュータのCPUも半導体で作られているので、その意味では量子力学が使われている。
しかし、その半導体チップ上で行われる計算は、スイッチのオン「0」とオフ「1」のどちらか一方しかとらない"ビット"を用いており、物理法則で許されるものと比べると制限されたものだといえる。
なぜなら、量子力学では「0」か「1」かが確定していない重ね合わせ状態が許されているからだ。
このような量子力学のルールを計算原理に積極的に用いて計算を高速化するマシンが量子コンピュータと呼ばれている。
計算の高速化が示されている問題としては、整理されていないデータから重ね合わせを利用して高速に目的の情報を探索するグローバー探索、古典コンピュータでは効率よく解く事ができない代表的な問題である素因数分解、そして、電子や分子など量子力学を取り込まないと計算できない化学物質・材料シミュレーションをする量子シミュレーションである。

Berry_Iこのように多数の電子の振る舞いを計算することはスーパーコンピュータでは難しく、量子コンピュータの実現により高精度で高速な計算が可能になることが期待されている。 (写真はMacquarie Universityより引用)

関連ソース画像
http://www.qmedia.jp/content/images/2018/01/Berry_I.jpg

続きはソースで

Qmedia
http://www.qmedia.jp/quantum-beat-super-computer/
ダウンロード


引用元: 【テクノロジー】量子コンピュータの挑戦: スーパーコンピュータに勝てるだろうか?[02/09]

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1: 2018/01/10(水) 20:50:08.00 ID:CAP_USER
米Intelのブライアン・クルザニッチCEOは1月8日(現地時間)、米ネバダ州ラスベガスで開催している「CES 2018」の基調講演で、49量子ビットの量子コンピューティングテストチップの設計、製造、出荷に成功したと発表した。
テストチップは「Tangle Lake」(アラスカの湖にちなむ)と名付けられた。

従来のコンピュータが、0と1のどちらかの状態を取る「ビット」を扱って計算するのに対し、量子コンピュータは0と1の両方の状態を同時に取りうる「量子ビット」(キュービット)を用いて計算する。

 従来のコンピュータは一部の計算において、計算したいデータ量が増えるにつれて計算に必要な時間が指数関数的(2のN乗、Nはデータ量)に増えるという問題を抱えているが、量子コンピュータでは「量子もつれ」(エンタングル)という量子特有の現象を量子ビット同士に起こすことで、計算に必要な時間の増え方がより緩やかになる(Nの2乗程度)という特徴を持つ。

 「製薬や金融モデル、天候予測といった現在最高のスーパーコンピュータでも数カ月から数年かかる計算問題を、量子コンピュータは解決してくれるだろう」(クルザニッチCEO)

 このような理論的な証明がある一方で、物理的に量子ビットを作製し動作させることが量子コンピュータの実現にとって課題の1つとなっている。

続きはソースで

画像:49量子ビットの量子コンピューティングテストチップ「Tangle Lake」
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1801/10/ki_1609376_intel01.jpg

画像:左から7、17、49量子ビットのテストチップ
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1801/10/ki_1609376_intel02.jpg

ITmedia NEWS
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1801/10/news099.html
ダウンロード (1)


引用元: 【テクノロジー】Intel、49量子ビットの量子コンピュータ用チップ「Tangle Lake」の開発に成功

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1: 2017/12/25(月) 05:41:21.74 ID:CAP_USER
理研や東京大学などが、量子コンピュータの情報単位「量子ビット」をより高精度化したものを実現。
演算速度や量子コンピュータを使える時間を改善できるという。

 理化学研究所や東京大学などの研究グループは12月18日、量子コンピュータの情報単位「量子ビット」を実現する素子をより高精度化したと発表した。
従来と比べると演算速度が約100倍になり、量子コンピュータを計算作業に使える時間も伸びるという。

 量子コンピュータは、量子ビットと呼ばれる情報単位を用いる。量子ビットは0と1に加え、0と1の「重ね合わせ状態」(量子の重ね合わせ)を扱える。量子計算のアルゴリズムを使えるため、
従来のコンピュータと比べて計算や解析が短時間で行えるといわれる。

 実用化には、演算精度が99%以上の高精度な量子ビットが必要になる。そのためには

(1)量子ビットの演算速度を向上させる、
(2)量子ビットは時間経過とともに情報を失う(重ね合わせ状態を失う)ため、

続きはソースで

図:量子ドット素子の概念図
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1712/21/am1535_ryoshidot.jpg
図:周期から量子演算に必要な時間が分かる「ラビ振動」
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1712/21/am1535_ryoshidot2.jpg
図:量子演算の正確性の検証
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1712/21/am1535_ryoshidot3.jpg

ITmedia NEWS
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1712/21/news137.html
images (1)


引用元: 【テクノロジー】量子コンピュータの情報単位「量子ビット」を高精度化 演算速度が約100倍に

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