後藤 隼人
量子コンピュータアーキテクチャ研究チーム チームリーダー
研究概要
当チームでは、誤り耐性量子計算方式からその物理実装まで、量子コンピュータの全体設計、すなわち、量子コンピュータアーキテクチャに関する理論研究を行います。量子コンピュータアーキテクチャ研究では、量子コンピュータに関わるすべてを考慮した設計が求められます。誤り耐性量子計算の実現には膨大な計算リソースが必要となることが現在課題となっており、この問題の解決策として、高レート符号に着目しています。現在の多くの誤り耐性量子計算方式では１つの論理量子ビットを多数の物理量子ビットで符号化しており、これがリソース増大を招いています。多数の論理量子ビットをまとめて符号化する高レート符号は存在しますが、その誤り耐性量子計算方式はまだ確立されていません。この高レート符号を用いた誤り耐性量子計算の研究によって、量子コンピュータのリソース問題の解決を目指します。
代表的な研究成果
・ H. Goto, “Minimizing resource overheads for fault-tolerant preparation of encoded states of the Steane code”, Sci. Rep., 6, 19578 (2016).
・ H. Goto, “Step-by-step magic state encoding for efficient fault-tolerant quantum computation”, Sci. Rep., 4, 7501 (2014).
・ H. Goto and H. Uchikawa, “Soft-decision decoder for quantum erasure and probabilistic-gate error models”, Phys. Rev. A, 89, 022322 (2014).
・ H. Goto and H. Uchikawa, “Fault-tolerant quantum computation with a soft-decision decoder for error correction and detection by teleportation”, Sci. Rep., 3, 2044 (2013).
・ H. Goto and K. Ichimura, “Fault-tolerant quantum computation with probabilistic two-qubit gates”, Phys. Rev. A, 80, 040303(R) (2009).
量子コンピュータアーキテクチャ
従来の１論理量子ビット符号化（左）、高レート符号（右）