【物理】阪大など、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

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

>>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
http://news.mynavi.jp/news/2013/03/15/193/images/013l.jpg

.
　「ときどき、間違えるんですよね、この計算機」
　「熱暴走ですか？」
　「あ、そんなものです。」

＊　依頼がありました
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1361026525/132

レスできるのかみんなｗ

.
　「電子って、量子効果があるから計算結果は不確実になるんじゃないですか？」
　「いや、固体の中でも、こうすると...。」
　「そんな細かくできるんですか？」

イミフ

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

つまりどーゆーことよ

プラズマクラスタじゃだめなのね＾＾

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

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。

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

カオスにならないの？

てっきり昭和末期ののアイドルスレかと思ったが、
わけわからん。

うんなるほどりかいした

>>15
佐野量子かよ

の

衝撃すわ

なるほどわからん

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

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

スクイズさせたってこと？

夕方子供達が遊んでいる。「夕飯よーー」のかけ声で一斉に帰宅するが
中には寄り道する者もいる。それを見越して一人に焦点を当てると
杣動きは単純に見えてくる。
つまり、全ての事象を見ようとするから真理が掴めないだけ。
この例えで宜しいでしょうか。

一杯飲んでいたので変換間違えた。ゴメン
(杣) ひらがなで　その　のつもりでした。

>>1-2
すげぇ！何を書いてるのかサッパリわかんねーw

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。

量子計算は甘え

>>27
GlassBoxは量子計算級の性能ってこと？

>>29

なるほど。glassboxは特化して性能アップね。多売して増収しよう策をやめて，コアな人に絞ったら儲けた，という面ではそうかも。

ちんぷんかんぷん

>>1　論文見つからない。誌名と著者があれば
たいてい見つけられるんだけどな。どう探せば

>>32
これは，やっぱり，井元先生だと思うよ
http://www.qi.mp.es.osaka-u.ac.jp/index-j.html

エイ！

先頭のh消すのワスレテタ…。

なるほど！ふんふん・・・・グーグー

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！！

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？

>>38

なるほど

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

>>33
Imoto でPRAならあるけどPRLはヒットしなくてな。
これから出版なのかな。関係者が巻号を間違えるのは珍しくないし

>>41

アーカイブとか

ttp://arxiv.org/archive/physics

日本語なのに、理解できない

阪大はわかりやすい応用製品例をすぐ示してくれるから好き。

こちらに１０molの水溶液があります。　ここから1mol抜くと９molになります。
なんと画期的なmol計算機、阪大の人なら絶対作れる!

阪大の超理論

エタ沈φ ★

なんて読むん？

トポロジカル量子演算とは違うのか

>>46
えたちんだよ。エタノール沈殿の略だと思う

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

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

誰か三行でヨロ

サッパリだわ。
どういうこと？

てか、阪大頑張ってるな。

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

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

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

全く理解出来ない(´･ω･`)
日本語…だよね？

↓　頼んだｗ

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。

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

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。

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？

記事を読まずにレス。

多数決が有効ってことだろ？

やはり「掲載された」は間違いだったか

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

>>1
＞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。
ここだけ読んだ

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

量子計算≠量子コンピュータ

あくまで物性研究の賑やかしとして計算(computing) という言葉を使っているだけで、
量子計算によるコンピュータ開発は目標ではない(少なくとも日本以外では、)

っていまどき常識なわけだが

英語の computing と computer の間にそんなに高くて厚い
壁があるとは初耳

〜は常識、という言葉を使う奴の言うことは大抵根拠がないってことはいまどき常識なわけだが

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？

誰も極限まで冷やせなんて頼んでいないぞ

>>67

量子計算で散々役人騙して税金むしり取るのいい加減やめれ

Crisis3がサクサク動くようなら認めてやらなくもないｷﾘ

>>67
アメリカでも詐欺ベンチャーが立ち上がってたじゃん

こういうことに関して全く御三家の名前が上がらんのよね。

ほんとだ、ひろみ、ひでき、ごろうとか

>>76
それ新しい方や

でたらめに動く電子を計算によって電子におよその目印がつけられるようになり電子をさがしやすくなった
計算によって電子をさがす事に成功した

計算によって量子をさがす事に成功した
量子の位置を計算で判断できるようになった
計算によって量子が進む道を予測できるようになった
量子の動きを計算によって予測できるようになった

コンピューターで量子の位置を計算して量子計算する量子コンピューターを動かす
なんだか不思議な感覚

>>1
やっと、そこまで来たか。



と書いとけばわかってる風に見える？

>>67
この論文の目指しているトポロジカル量子計算は量子コンピュータ開発の中核技術だぞ

>>13
ノイマン型とは用途が違うと思われ。

一般大衆の用途なんてこの程度
　文字→静止画、音声→動画→？
　スタンドアロン→Internet→Internet&mobile→？

量子コンピュータでなければできない何かが登場しないと
大量生産はないな。研究者しか使わないなら
粒子加速器みたいに専門家しか使わない位置づけだろう。

申し訳ないが、マーチ文系卒の俺にも分かるように説明してくだしあ(´･ω･`)

http://www.youtube.com/watch?v=zm5MSWobTJE
１０年たっても状況が変わっていない量子コンピュータの世界
これをキチガイ的に解釈しちゃう信者、

量子計算は素子の原理では確認できているが【計算】以外ができない
ことを理解できないアフォがアスペしている。

計算以外ができない？つまり計算システムではないってこと。
システムというのは情報処理を行う能力がある意味であり、
人間が万能な道具として利用できるのが情報処理システムであって
実用になるかもしれない計算とは因数分解のように極短時間に収束し
秒単位などの時間の計算ではない。（秒単位の計算は現在の量子コンピュータではできない）
量子アルゴリズムはほとんどなく、単純な加算などの古典計算は現在（過去含む）の
古典的半導体の足元にも及ばない。

量子化学計算に使えるかと思って来たら
意味不明すぎて困る

創生間もない頃の2chの物理板じゃ超弦理論の演習までやってたというのに、2chもレベル落ちたなw