홋카이도대학과 교토대학의 연구그룹은 빛을 이용한 양자 컴퓨터를 현재 기술 수준에서 실현시키는 방법을 개발했다.
양자컴퓨터는 양자역학의 "중첩 원리"를 이용함으로써 소인수분해, 분자의 성질·화학반응 시뮬레이션 등을 현재의 컴퓨터보다 훨씬 고속으로 처리할 수 있을 것으로 기대되고 있으며, 세계 각국 에서 활발히 연구 개발되고 있다.
양자 컴퓨터의 기본 단위(양자 비트)로서 초전도의 자속, 전자의 스핀 등 다양한 후보가 있다.연구그룹은 대규모 양자계산의 실현에 유리한 빛에 주목해 왔다.그러나, 광을 이용하면 에러가 발생하기 쉽고, 양자 계산의 실현에는, 광파의 진폭의 정밀도(분산)를 통상의 레이저광의 노이즈의 40분의 1 이하로 할 필요가 있다.이것으로 에러의 발생은 370조회의 연산당 1회 이하가 되지만, 현재의 기술 레벨에서는 달성이 매우 곤란했다.
그래서 이번에, 에러를 일으켰을 가능성이 높은 양자 비트를 없애는 수법을 제안.이것을 「양자 얽힘」(주) 상태의 생성에 응용해, 에러에 강한 대규모 양자 얽힘 상태를 구축할 수 있는 것을 이론적으로 확인했다.이 방법을 양자 계산에 적용한 결과, 진폭의 정밀도(분산)가 통상의 노이즈의 10분의 1 이하이면 양자 컴퓨터가 실현 가능하게 되었다.이는 약 1만회의 연산당 1회 이하의 오류일 수 있으며, 종래 방식에 비해 약 100억배 오류에 강한 방식의 개발에 성공했다.이 오류율이라면 현재의 기술 수준에서도 도달 가능해졌다.
이번 연구는 빛을 이용한 양자 컴퓨터의 현실적인 구성법을 세계 최초로 밝힌 선구적인 연구로 이 분야의 발전을 더욱 가속시킬 것으로 기대된다.
(주) 복수의 양자간에 있어서, 상태의 「중첩」에 의한 특이한 상관관계를 말한다.
