Article
量子情報：中性原子量子コンピューターにおける多キュービットのエンタングルメントとアルゴリズム
Nature 604, 7906 doi: 10.1038/s41586-022-04603-6
ゲート型量子コンピューターは、長いコヒーレンス時間と高忠実度の論理を用いて大規模に動作させることができれば、現在は手に負えない計算問題を解決できると見込まれている。中性原子の超微細キュービットは、特性が同一でコヒーレンス時間が長く、高密度の多次元アレイに捕捉できることから、固有のスケーラビリティーをもたらす。リュードベリ状態によって得られる強いエンタングリング相互作用と組み合わせれば、量子計算に必要な全ての特性が利用可能になる。今回我々は、強く集束した光ビームによってキュービットの二次元アレイ全体をスキャンして単一原子を個別に指定するアーキテクチャーの、プログラム可能なゲート型中性原子量子コンピューターにおいて、いくつかの量子アルゴリズムを実証する。最大6個のキュービットを用いた、エンタングルしたグリーンバーガー・ホーン・ツァイリンガー（GHZ）状態の生成、化学問題のための量子位相推定、グラフの最大カット（MaxCut）問題のための量子近似最適化アルゴリズム（QAOA）が実証された。今回の結果は、プログラム可能な汎用量子計算のみならず、量子増強センシングに使われる非古典的状態を生成するための、中性原子キュービットアレーの創発的な能力を浮き彫りにしている。
