新方式の量子コンピュータを実現 ～世界に先駆けて汎用型光量子計算プラットフォームが始動～

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図4 光パラメトリック増幅器とプログラマブルロジックデバイス

（左）NTT先端集積デバイス研究所作製の光パラメトリック増幅器。
（右）光測定器のコントロールと測定値のデータ収集を行うプログラマブルロジックデバイス。

　本光量子コンピュータはクラウドベースの量子コンピュータであり、図5のように、理研内にある光量子コンピュータ実機がクラウドと接続されています。ユーザーは量子回路をデザインしクラウドへ送信します。クラウド上で量子回路は実機パラメータへ変換され、光量子コンピュータ実機へと送られます。ユーザーは実行結果をクラウド経由で受け取ります。


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図5 クラウドシステムの構成

ユーザーは量子回路をデザインしクラウドへ送信する。クラウド上で量子回路は実機パラメータへ変換され、光量子コンピュータ実機へと送られ、量子操作を実行する。ユーザーは実行結果をクラウド経由で受け取る。

　本光量子コンピュータでは、連続変数の線形変換が可能であることにより連続量の最適化問題などへの応用や、非線形変換の機能を導入することでニューラルネットワークなどへの応用も期待されます。

今後の期待　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　今回、光量子コンピュータとそのクラウドシステムを実現しました。これにより、光量子コンピュータの開発と、金融・医療・材料科学・機械学習・最適化問題などのユースケース探索が大きく進展することが期待されます。
　今後、光量子コンピュータを真に実用的なものとするために、さらなる多入力化、超高速化、非線形操作の導入、アプリケーションの探索、といった課題を解決する予定です。また、将来的には誤り耐性のある大規模汎用量子計算機の実現を探求していきます。

補足説明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[1] 量子コンピュータ
量子力学の原理を利用した、現在の（古典）コンピュータとは異なる方式で動くコンピュータ。古典コンピュータとは動作原理が異なるため、特定の問題を超高速で解けることが知られている。例えば、量子系の効率的なシミュレーションや素因数分解などの問題が高速に解けると期待されている。