光量子計算プラットフォームに世界で初めて量子性の強い光パルスを導入～スパコンを超える光量子コンピューターへ突破口～

令和７年１月１７日

東京大学
日本電信電話株式会社
情報通信研究機構
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

光量子計算プラットフォームに
世界で初めて量子性の強い光パルスを導入

～スパコンを超える光量子コンピューターへ突破口～

ポスト

ポイント

• 世界で初めて量子性の強い光パルスに対してさまざまな演算を何ステップでも実行できる汎用型光量子計算プラットフォームを実現。
• 従来は扱えなかった量子性の強い光パルスの利用により現代のコンピューターを超える計算の高速化への道が開かれ、さらに独自方式の光回路により今後のスケールアップにも期待できる。
• このプラットフォームを利用すれば最適化や機械学習などのアプリケーションの探索が大きく進展するとともに、将来的にスパコンを超える誤り耐性型万能量子コンピューターへつながる。

東京大学 大学院工学系研究科の武田 俊太郎 准教授および吉田 昂永 大学院生（当時）らの研究チーム、日本電信電話株式会社、情報通信研究機構は、量子性の強い光パルスで計算できる世界初の汎用型光量子計算プラットフォームを実現しました。

近年、光の連続量方式での汎用的な計算を目指した光量子計算プラットフォームが目覚ましく進展し、量子コンピューターの有望な方式として期待されています。しかし、これまで実現されたプラットフォームは全て、行える演算の種類が「線形演算」のみに限定された不完全なものであり、この演算だけでは現代のコンピューターより高速に計算できないことが知られていました。今回、本研究グループは、「非線形演算」も可能にする量子性の強い光パルスを光量子計算プラットフォームに導入することに世界で初めて成功しました。このプラットフォームをテストベッド（試験用環境）として利用すれば、従来はできなかった非線形演算の実装や、量子誤り訂正処理の評価、さらには最適化や機械学習などの量子アプリケーションの探索が大きく進展します。また、今回のプラットフォームで採用している光回路構成は拡張性に優れた独自方式であり、今後これを多数の光パルスを用いた計算ができるシステムへとスケールアップしていくことで、将来的にはスパコンを超える誤り耐性型万能量子コンピューター実現へつながるものと期待されます。

本研究成果は、米国東部時間２０２５年１月１７日付で、米国科学誌「ＰＲＸ Ｑｕａｎｔｕｍ」に掲載されます。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 創発的研究支援事業「光量子技術の汎用化による量子アプリケーション創出（ＪＰＭＪＦＲ２２３Ｒ）」、同 ムーンショット型研究開発事業 目標６「誤り耐性型大規模汎用光量子コンピュータの研究開発（ＪＰＭＪＭＳ２０６４）」、同 共創の場形成支援プログラム「量子ソフトウェアとＨＰＣ・シミュレーション技術の共創によるサスティナブルＡＩ研究拠点（ＪＰＭＪＰＦ２２２１）」、キヤノン財団による支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

• 本文　ＰＤＦ（９１５ＫＢ）

＜論文タイトル＞

“Sequential and Programmable Squeezing Gates for Optical Non-Gaussian Input States”

ＤＯＩ：10.1103/PRXQuantum.6.010311

＜お問い合わせ先＞

• ＜研究に関すること＞

  武田 俊太郎（タケダ シュンタロウ）

  東京大学 大学院工学系研究科 准教授
  Tel：03-5841-6821
  E-mail：takedaap.u-tokyo.ac.jp

• ＜ＪＳＴ事業に関すること＞

  加藤 豪（カトウ ゴウ）

  科学技術振興機構 創発的研究推進部
  〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
  Tel：03-5214-7276　Fax：03-6268-9413
  E-mail：souhatsu-inquiryjst.go.jp

• ＜報道担当＞

  東京大学 大学院工学系研究科 広報室

  Tel：03-5841-0235
  E-mail：kouhoupr.u-tokyo.ac.jp

  日本電信電話株式会社 先端技術総合研究所 広報担当

  https://tools.group.ntt/jp/rd/contact/index.php?param01=R&param02=402

  情報通信研究機構 広報部 報道室

  E-mail：publicitynict.go.jp

  科学技術振興機構 広報課

  〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
  Tel：03-5214-8404　Fax：03-5214-8432
  E-mail：jstkohojst.go.jp

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