量子コンピュータのシミュレーション性能を劇的に向上させる「蒸留」限界を突破！ - 物理現象の局所化による情報の遮断を活用 -

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4.本研究成果が社会に与える影響（本研究成果の意義）
　本研究により、現実的な測定回数で量子シミュレーションの実験的な限界を破ることが可能になりました。これは、量子シミュレーションの実用化に向けた重用な一歩であり、幅広い科学分野での応用が期待されます。今後の方向性として、トポロジカル秩序の検出や量子カオス性を特徴付ける量の測定など、冷却とノイズ緩和以外への応用が考えられます。これらの量は先行研究において、もつれ測定を用いて検出する手法が提案されているため、本提案手法が適用可能なものと期待されます。本提案手法によって量子優位性が達成できれば、量子シミュレーションによって未解明の量子多体現象の理解が進み、幅広い分野に貢献できると期待できます。

5.発表者・研究者等情報
箱嶋 秀昭（大阪大学　大学院基礎工学研究科/量子情報・量子生命研究センター　助教）
遠藤 傑（NTTコンピュータ＆データサイエンス研究所　准特別研究員）
山本 薫（NTTコンピュータ＆データサイエンス研究所　研究員）
松崎 雄一郎（中央大学　理工学部　准教授）
吉岡 信行（東京大学　大学院工学系研究科物理工学専攻　助教）

6.特記事項
　本研究成果は、2024年8月23日（金）午前０時（日本時間）に米国科学誌「Physical Review Letters」（オンライン）に掲載されます。
タイトル：“Localized virtual purification”
著者名：Hideaki Hakoshima*, Suguru Endo, Kaoru Yamamoto, Yuichiro Matsuzaki, Nobuyuki Yoshioka*

なお、本研究は、以下の支援により実施されました。


文部科学省 光・量子飛躍フラッグシッププログラム（Q-LEAP）「知的量子設計による量子ソフトウェア研究開発と応用（課題番号：JPMXS0120319794）」
JST　戦略的創造研究推進事業 さきがけ「完全秘匿性を実現する量子IoTアーキテクチャの構築（課題番号：JPMJPR1919）」
JST　戦略的創造研究推進事業 さきがけ「量子エラー抑制の基礎理論の構築および実用的手法の提案（課題番号：JPMJPR2114）」
JST　戦略的創造研究推進事業 さきがけ「量子並列回路を用いた計算基盤の構築（課題番号：JPMJPR2119）」
JSTムーンショット型研究開発事業「スケーラブルで強靭な統合的量子通信システム（課題番号：JPMJMS226C）」
科研費「ゲートとアニーリングの複合方式による中規模量子コンピュータ向けアルゴリズムの開発（課題番号：23H04390）」
科研費「局所性を利用した量子エラーの効率的抑制法（課題番号：24K16979）」
IBM Quantumからの助成