Research press release

量子計算に役立つ光スイッチ

Nature Communications

Optical switch for quantum computing

半導体を用いた量子計算機における核スピン-スピン結合(キュービット間結合)を切り替えるための光学的に制御された簡単なスイッチについて記述した論文が、今週、Nature Communicationsに掲載される。キュービット間結合は、将来的に、固体核磁気共鳴(NMR)量子計算機の量子ゲート操作に必須な役割を果たすことが期待されている。

2キュービット操作は、量子計算のきわめて重要な一部だが、実現が難しい。この量子計算のための最先端の試験台の1つが、固体NMR量子計算だ。固体NMR量子計算では、キュービット間結合を切り替えて、エンタングルメントを制御できることが必要とされる。今回、物質・材料研究機構の後藤敦らは、半導体における光学的に制御可能な核間結合を明らかにした。これが、半導体を用いた量子計算機におけるキュービット間結合を簡単に切り替える方法となる。結合強度は、光出力を介して外部から調節可能で、オンオフ切り替えも容易に実現できる。

A simple optically controlled switch for nuclear spin-spin (inter-qubit) couplings in semiconductor-based quantum computers is described in Nature Communications this week. Such coupling is expected to have an essential role in the quantum gate operations of solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) quantum computers in the future.

Two-quibit operation is an essential part of quantum computation, but difficult to achieve. Solid-state NMR quantum computing — one of the most advanced testbeds for quantum computation — requires a switchable inter-quibit coupling to control entanglements. Atsushi Goto and colleagues introduce optically controllable internuclear coupling in semiconductors providing a simple way of switching inter-qubit couplings in semiconductor-based quantum computers. The strength of coupling can be adjusted externally through light power, allowing easy implementation of on/off switching.

doi: 10.1038/ncomms1378

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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