JP4913501B2 - 量子計算装置および量子もつれ制御方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、効率よく複数の量子ビットの中から任意に選択した2つの量子ビットで量子もつれ状態を生成することにある。
また、本発明の量子計算装置の1構成例において、前記共振周波数制御手段と前記照射手段とは、任意の複数の量子ビットの共鳴周波数の和周波数または差周波数を前記遷移周波数とすることにより、この複数の量子ビット間の量子もつれ状態を生成するものである。
また、本発明の量子もつれ制御方法の1構成例において、前記共振周波数制御手順と前記照射手順とは、任意の複数の量子ビットの共鳴周波数の和周波数または差周波数を前記遷移周波数とすることにより、この複数の量子ビット間の量子もつれ状態を生成するようにしたものである。
図3において、Q1,Q2,Q3,・・・,QN-1,QNは超伝導磁束量子ビット、LCresは可変共振器となる超伝導LC共振回路、MRは量子状態を制御するためのマイクロ波パルスを量子ビットに照射する照射手段となるマイクロ波照射線、D1,D2,D3,・・・,DN-1,DNはそれぞれ量子ビットQ1,Q2,Q3,・・・,QN-1,QNの状態検出器となるSQUID(Superconducting QUantum Interference Device)磁束計、REGは超伝導LC共振回路LCresにバイアス電流Ibiasを供給して超伝導LC共振回路LCresの共振周波数を制御する共振周波数制御手段となる電源である。
LJ=Φ0/[2πIC{1−(Ibias/IC)2}1/2] ・・・(1)
ここでΦ0は磁束量子である。超伝導LC共振回路LCresの共振周波数fは、キャパシタC1のキャパシタンスをC、超伝導インダクタL1のインダクタンスをLとすると、以下の式のようになるので、バイアス電流Ibiasによって共振周波数fを変化させることが可能である。
f=1/[2π{(L+LJ)C}1/2] ・・・(2)
(1/21/2)(|gi,gj>+|ei,ej>) ・・・(3)
(1/21/2)(|gi,gj>−|ei,ej>) ・・・(4)
(1/21/2)(|gi,ej>+|ei,gj>) ・・・(5)
(1/21/2)(|gi,ej>−|ei,gj>) ・・・(6)
また、和周波用の超伝導LC共振回路のほかに差周波用の超伝導LC共振回路も用意すれば、ωiまたはωjのπパルスと差周波遷移を利用して同様の量子もつれ状態の生成が可能である。
また、本発明は、超伝導磁束量子ビットや原子のみに限定されるものではなく、超伝導電荷量子ビットや、超伝導位相量子ビットあるいはその他の量子ビットにも適用可能である。
Claims (4)
- 複数の量子ビットと相互作用する、共振周波数が可変な共振器と、
この共振器の共振周波数を任意に選択した量子ビットの遷移周波数に一致させる共振周波数制御手段と、
前記共振器の共振周波数を前記遷移周波数に一致させた状態で、前記選択した量子ビットに前記遷移周波数のマイクロ波パルスを照射する照射手段とを備え、
前記選択した量子ビットの量子もつれ状態を生成することを特徴とする量子計算装置。 - 請求項1記載の量子計算装置において、
前記共振周波数制御手段と前記照射手段とは、任意の複数の量子ビットの共鳴周波数の和周波数または差周波数を前記遷移周波数とすることにより、この複数の量子ビット間の量子もつれ状態を生成することを特徴とする量子計算装置。 - 複数の量子ビットと相互作用する共振器の共振周波数を任意に選択した量子ビットの遷移周波数に一致させる共振周波数制御手順と、
前記共振器の共振周波数を前記遷移周波数に一致させた状態で、前記選択した量子ビットに前記遷移周波数のマイクロ波パルスを照射する照射手順とを有し、
前記選択した量子ビットの量子もつれ状態を生成することを特徴とする量子もつれ制御方法。 - 請求項3記載の量子もつれ制御方法において、
前記共振周波数制御手順と前記照射手順とは、任意の複数の量子ビットの共鳴周波数の和周波数または差周波数を前記遷移周波数とすることにより、この複数の量子ビット間の量子もつれ状態を生成することを特徴とする量子もつれ制御方法。
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