宇宙&物理2chまとめ【物理】量子コンピュータの実現に一歩前進、極限まで冷やさなくても量子計算が可能となる新理論を発表

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【物理】量子コンピュータの実現に一歩前進、極限まで冷やさなくても量子計算が可能となる新理論を発表

[ 2013/03/21 21:01 ] 宇宙 [ 宇宙全般 ] [ コメント(28) ]
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1: エタ沈φ ★ 2013/03/19(火) 17:48:10.89 ID:???

大阪大学(阪大)は3月14日、対称性の破れによる長距離秩序を有する物質を用いた新たな量子計算手法を提案、「多体協力効果(多粒子が互いに相互作用することによって秩序形成される現象)」によって有限温度環境下における量子計算の熱雑音に対する耐性が向上する現象を発見したと発表した。

同成果は同大大学院基礎工学研究科の井元信之 教授、同 藤井啓祐 特任研究員、東京大学理学研究科の中田芳史 大学院生、同 村尾美緒 准教授、京都大学情報学研究科の大関真之 助教らによるもので、詳細は米国物理学会誌「Physical Review Letters」に掲載された。

量子計算モデルの1つに、測定に基づき多体量子もつれ状態に対して、個々の粒子の情報を読み出すことによって実行される「量子計算」がある。同モデルは、多体量子もつれ状態さえ準備されれば、その後に状態の読み出し以外の量子演算が必要ないため、量子計算実現のための有力なモデルとして研究されているが、多体量子もつれ状態は一般に雑音に対して弱く、測定に基づく量子計算の実現においてはリソースとなる多体量子もつれ状態を安定的に生成する方法が必要となっていた。

もし、リソースとなる多体量子もつれ状態が何らかの物質の基底状態や熱平衡状態として得ることができれば安定的に量子計算のリソースを供給することができるようになるため、これまで、量子計算に利用できる多体量子もつれ状態として、自由クラスター模型やAKLT模型などの量子スピン模型が提案されてきたが、これらの模型はゼロ温度においては理想的なリソースとして利用できるものの、有限温度において量子計算に有用な長距離秩序を有していないため、熱励起を起源とする熱雑音に対する耐性がなく、実際の有限温度環境下において高い精度で量子計算が実行できる方法の考案が求められていた。

そこで研究グループでは今回、有限温度において強磁性的相転移を有する新たな量子スピン模型「相互作用クラスター模型」を提案した。

同模型には、転移点以下の対称性が破れた相に長距離秩序が存在しており、対称性の破れた熱平衡状態を用いて測定に基づいた量子計算を実行すると、この長距離秩序によって量子状態が熱雑音から保護されることから、量子計算の熱雑音に対する耐性が、相転移を示さない従来の模型に比べて向上することが解析の結果、明らかになったという。

具体的には、二次元相互作用クラスター模型における解析結果において、量子計算の精度が相転移点近傍で非解析的な振る舞いを示し、転移点以下では精度が1に漸近することが確認されたほか、三次元相互作用クラスター模型を用いたトポロジカル量子計算においては、相転移温度とトポロジカル量子計算の閾値温度が厳密に一致することがスピングラス理論により証明されたと研究グループでは説明する。

>>2へ続く
元スレ:http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1363682890/







2: エタ沈φ ★ 2013/03/19(火) 17:48:50.59 ID:???

>>1の続き

二次元自由クラスター模型(a)と相互作用クラスター模型(b)。相互作用クラスター模型は対称性の破れを伴って相転移し、転移温度以下では量子計算の精度が向上する。三次元相互作用クラスター模型では、相転移温度とトポロジカル量子計算の閾値温度が厳密に一致することが証明された


これらの研究の結果、一桁以上高い温度であっても測定に基づく量子計算が実行できる事が明らかとなった。
これにより、有限温度環境下における量子コンピュータの実現に一歩前進したと研究グループは説明するほか、磁気記録デバイスなどですでに利用されている「対称性の破れによって生じる自発磁化の熱雑音に対する安定性(耐性)」を量子情報処理に拡張し、多体協調現象が量子情報処理においても有益である事を示したものであるとする。


磁気記録デバイスに利用される強磁性体。相転移温度を下回ると対称性の破れを伴って無秩序相から秩序相へと相転移する。秩序相では物質を構成するスピンの相互作用により長距離秩序が形成され、巨大な磁気モーメント(自発磁化)を持つ。自発磁化が熱揺らぎに対して安定であること(熱雑音に対する耐性)を利用して、HDDに代表されるような磁気記録デバイスに応用されている

そのため研究グループでは、今回の成果は量子コンピュータの実現に向けた物質系の設計法に新しい指針を与えることとなり、将来の熱雑音耐性を有する量子コンピュータの実装研究につながっていくことが期待されるとコメントしている。

マイナビニュース 2013/03/15
http://news.mynavi.jp/news/2013/03/15/193/

三次元相互作用クラスター模型のイメージ図
013l_20130321023836.jpg


5: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 17:53:21.71 ID:Q5EPcxlz

レスできるのかみんなw


7: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 17:54:02.98 ID:knp/ATzt

イミフ


8: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 17:55:14.29 ID:AVowG2mr

量子論を勉強中の俺ですらちょっと理解不能
よってこのスレは伸びない


9: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 17:56:12.39 ID:4cwb8WEF

つまりどーゆーことよ


11: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 17:59:35.11 ID:lO59R/7K

ごめん、量子系の研究室にいるけど何言ってるかわからんちん


12: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 18:00:57.09 ID:NzbTGnCu

コンピュータはできたとして、アプリケーションや運用がそれを活かせるものでないと幸せになれないんでは。
そう考えると、1GHz程度のコンピュータでも使いあぐねてるというか、社会的に使うことを未だに拒否してるとこあるよね。雇用が奪われるとかいって。


13: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 18:02:55.16 ID:DblbqAHy

俺が生きているうちに
量子コンピュータが家庭用PCに搭載される日は来るんだろうか


14: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 18:14:21.80 ID:uRD+z58i

カオスにならないの?


16: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 18:23:39.61 ID:54sz7ppE

うんなるほどりかいした


19: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 18:53:08.36 ID:Nu/OueUj

衝撃すわ


20: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 19:47:11.43 ID:wEmCfB/E

なるほどわからん


21: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 19:49:34.57 ID:sN7s4x7i

こういう記事を理解出来ないと、生きていけない世の中になるんだろうか


22: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 20:04:58.91 ID:TyMs2laC

もうちょいわかりやすいイメージ図を頼む
動画でもいい


26: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 20:29:40.56 ID:HryJzLcF

>>1-2
すげぇ!何を書いてるのかサッパリわかんねーw


27: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 20:30:14.95 ID:8HeToryN

揺らぎは2つの軸があって,片っ方を適当にしたら,もう,片っ方が厳密になった,という感じかな。誰の家に帰ってもいいからとりあえず家に帰れ,って言ったら,全員すぐに帰った,みたいな感じかなぁ。


28: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 20:32:28.80 ID:cI9KQfbQ

量子計算は甘え


31: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 20:47:55.70 ID:XzDMjmvR

ちんぷんかんぷん


36: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 20:59:25.92 ID:omf2fmp+

なるほど!ふんふん・・・・グーグー


37: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 21:06:34.62 ID:tCWF29QL

マジかよ!! これはパネェな!! 言葉に出来ないぐらいヤベェわ!!


38: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 21:08:54.43 ID:NzbTGnCu

量子一つだとノイズやら観測による相互作用に弱いけど、
安定したクラスターとして扱えば、その辺りの影響小さくて扱いやすいよねって話?


39: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 21:11:40.99 ID:8HeToryN

>>38
なるほど


40: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 21:19:17.64 ID:1CqqYzjD

おっ、これでやっと今までより簡単に実験できるようになるねえ


45: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 22:17:09.25 ID:09znp5jq

阪大の超理論


47: 名無しのひみつ 2013/03/19(火) 22:40:24.91 ID:5Yj1N/zU

トポロジカル量子演算とは違うのか


49: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 01:37:47.10 ID:uXNdhzGp

結局のところ、確率計算なのだから、状態によるパターン化で一定範囲に収まるようにできれば、
なんでもいいんじゃね?w


50: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 02:16:08.46 ID:6SHFuzzs

賢い人がんばれー
私は馬鹿なので
出来る範囲で頑張ります


52: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 04:39:35.68 ID:4g50yqdY

サッパリだわ。
どういうこと?

てか、阪大頑張ってるな。


53: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 08:23:11.54 ID:0/nlOBXs

特任研究員って大学からお給料出るの?
学振給付金で生活してるの?

頑張ってる博士たちが生活の心配をしないで研究できる環境になってほしい


54: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 08:23:14.25 ID:ncfsqNBX

多体協力効果とか対称性の破れとか長距離秩序って言葉が装飾的に使われてることまでは理解出来た


55: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 09:45:32.87 ID:Yxrpf3jO

なんか量子力学って科学者の妄想の入り乱れたつじつま会わせにしか見えない
俺が知識ないからだけど


58: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 10:53:51.45 ID:Ux1QmMAr

量子力学がほんとうに理解できてるやつなんて世界中さがしてもほとんどいない。
そのへんの大学や研究所レベルの無名の人間で、
おおっぴらに、わかってるとか言ってる奴はただの自己満足と見栄。
2chごときで無名でわかってるとか書き込んでる奴は間違いなくわかってない。


59: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 11:33:30.48 ID:EAV+DCJw

元論文の在り処がわからないので、詳しいことがわからない。ざんねんだー


60: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 12:25:09.83 ID:/jS9pdQp

http://arxiv.org/abs/1209.1265
http://prl.aps.org/accepted/ad07dYd0J8b14c2498c7072907097d11fc426a51f
メンバーとタイトルから推測するに、この論文だろうな。
普通の量子計算の場合、量子ビットに対して量子回路(ユニタリー演算子)を作用させて計算するわけだけど、
この方法はエンタングルした多体系を順々に測定することで量子回路をかけるのと同じ量子計算をする手法。
この論文の成果は、熱耐性を持っているエンタングルした多体系のモデルを提案したという感じだと推測してみる。


61: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 12:42:24.73 ID:GLQBUpje

一桁以上高い温度って、さすがに10K以上でもって意味だよな?
まさか-100度以上でもいけますとかじゃないよな?


64: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 17:09:20.45 ID:8Opp+wNZ

いやーすごいわー
やべーなー いやもうとんでもねーなー


66: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 19:00:07.21 ID:A48eBVwK

おれ思うんだ。
エンタングルしてるって相関してるってことでしょ
それって、脳みその中でも同じことが行われてると思うんだ
つまり、相関を基盤とした記憶と計算


70: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 23:27:38.27 ID:PNVeRcrf

良く分からんが、今よりもさらに小型で大容量の記憶媒体ができるってことってこと?


71: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 23:37:08.96 ID:prQNCEQk

誰も極限まで冷やせなんて頼んでいないぞ


56: 名無しのひみつ 2013/03/20(水) 10:04:21.86 ID:o0wSeQca

全く理解出来ない(´・ω・`)
日本語…だよね?



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