量子コンピュータ

量子コンピュータとは

量子コンピュータは、従来のコンピュータとは異なる量子力学的な原理で計算を行う、次世代の情報処理技術です。従来のコンピュータは、計算を一つ一つ順番に逐次的に進めます。一方、量子コンピュータは多数の状態を同時に扱うことができるため、問題によっては圧倒的な計算性能の向上が期待されています。

従来のコンピュータは、半導体回路を用いた電気信号で「0」「1」を表し、その信号処理によって計算を行います。この「0」「1」をビット (bit)と呼びます。この方式では、一つ一つの組み合わせを順番に計算する必要があるため、計算量が増えるほど、答えを導き出すのが困難になります。

量子コンピュータは、量子の性質をもったミクロな物質で「0」「1」を表す「量子ビット (Qubit)」で計算を行います。「0」と「1」の重ね合わせ状態を使うことにより、答えの候補となるすべての組み合わせを同時に計算することができます。さらに量子干渉を使うことで、特定の問題に対して膨大な計算量であっても瞬時に答えを導き出すことができます。

量子コンピュータの方式

中性原子

中性原子とは、正の電荷を持つ原子核と負の電荷を持つ電子の数が等しく、全体として電気的に中性の状態にある原子を指します。私たちの身の回りにある多くの物質は、この中性原子によって構成されています。

量子技術の分野では、この中性原子をレーザ光などによって精密に制御し、量子ビットとして利用する研究が進められています。中性原子の制御にはレーザ光源が用いられ、また原子の位置や量子状態の観測には高感度カメラが重要な役割を担います。

中性原子は、外部からの影響を比較的受けにくく、複数の原子を規則的に配置できるという特長から、大規模な量子ビット配列を構成し、高精度な量子演算操作が実現すると期待されています。量子コンピュータの分野において有力なプラットフォームの一つとして注目されており、次世代の量子技術を支える重要な要素として研究開発が進められています。

単一周波数ファイバレーザ Koheras Harmonik

Koherasは、エルビウム、イッテルビウム、ツリウムの波長範囲で発振可能で、他の波長への周波数変換も可能な単一周波数ファイバレーザです。

LCOS-SLM（空間光位相変調器）

液晶によって光の位相を自由に制御する反射型の空間光変調器です。高精度な波面制御によって、高次のラゲールガウシアンビームの生成が可能となります。

ORCA-Quest 2 qCMOSカメラ C15550-22UP

Photon number resolving（光子数識別）が可能なカメラで、量子もつれ現象だけではなく、量子イメージングの新たな可能性を生み出します。

ORCA-Quest IQ qCMOSカメラ C15550-23UP

ORCA-Quest IQは、ORCA-Questシリーズが誇る低ノイズ、高解像度、高量子効率の特長はそのままに、Camera Link 出力機能を搭載したqCMOS®カメラです。お客様独自の外部機器を介した、画像演算及び周辺機器への高速なフィードバックを必要とする量子技術、補償光学技術、超解像顕微鏡において、新たな可能性を広げます。

イオントラップ

イオントラップは、電場や磁場を利用してイオン(電荷を帯びた原子）を空間中に閉じ込め、精密に制御する技術です。捕捉されたイオンはレーザ光などによって操作され、「重ね合わせ状態」と呼ばれる量子特有の状態を形成し、その量子状態を量子ビットとして利用することが可能です。イオンの捕捉には電場が用いられ、また捕捉されたイオンの位置や量子状態の観測には高感度カメラが用いられます。

イオンは個々に高い制御性を持ち、長時間にわたって安定した量子状態を維持できるという特長があります。そのため、高精度な量子演算や信頼性の高い読み出しを実現できるプラットフォームとして注目されています。量子コンピュータにおいて有力な方式の一つであり、次世代の量子情報処理を支える重要な基盤技術として期待されています。