量子計算に役立つ光スイッチ

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。

doi: 10.1038/ncomms1378

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