量子コンピュータ実用化に向けた量子ビット関連の最新技術動向と研究開発のポイント

セミナー趣旨

  量子コンピュータに関する報道が特に海外発で増えており、数々の解説書も出版されているが、基礎物理や情報科学の視点からのものが多く、ハードウェアとして実際にどう実現するかについてのまとまった情報は少ない。
  特に、実際のものづくりを行う技術者にはハードウェアに到達するまでの道筋が長いところが困難を生んでいると推測される。
  このセミナーでは、量子コンピュータの初歩についてGoogle Colabのコードを打ち込む実演を交えながら解説し、量子ビットのハードウェアの現状と今後の方向性について要領よく説明したい。

受講対象・レベル

・量子コンピュータ、特にその実装に興味がある人。
・電子工学、材料、真空工学、低温技術など関連産業に従事していて量子コンピュータの勉強をしてみたい人。

習得できる知識

・量子コンピュータの基礎知識。
・量子ビットの現在の実装法の解説と将来展望。
・webベースの量子コンピュータプラットフォームの使い方。

セミナープログラム

1. 量子コンピュータの基礎
　1-1 量子ビット、重ね合わせの原理、測定
　　1-1-1 古典ビットと量子ビット
　　1-1-2 重ね合わせの原理と確率振幅
　　1-1-3 測定と波束収縮
　1-2 量子ゲート
　　1-2-1 Hadamard gate
　　1-2-2 CNOT gate
　　1-2-3 量子絡み合い
　1-3 物理的基礎
　　1-3-1 Rabi 振動
　　1-3-2 密度行列
　　1-3-3 ノイズとデコヒーレンス
　1-4 Google Colabを用いた実習
　　1-4-1 使い方
　　1-4-2 Bell 状態
　　1-4-3 デコヒーレンス
2. 超伝導量子ビット
　2-1 デバイス物理
　　2-1-1 Josephson 接合
　　2-1-2 Transmon 量子ビット
　　2-1-3 制御方法
　2-2 制御と読み出し
　　2-2-1 マイクロ波パルス制御
　　2-2-2 磁束制御
　　2-2-3 読み出し
　2-3 システム設計と使用法
　　2-3-1 希釈冷凍機
　　2-3-2 配線と信号
　　2-3-3 校正
　2-4 現在の性能とスケーリング
　　2-4-1 コヒーレンス時間(T₁, T₂)
　　2-4-2 忠実性
　　2-4-3 拡張性
3. イオントラップおよび中性原子式量子ビット
　3-1 イオントラップ
　　3-1-1 原理
　　3-1-2 レーザー冷却
　　3-1-3 量子絡み合いの方法
　3-2 中性原子
　　3-2-1 原理
　　3-2-2 光ピンセット
　　3-2-3 Rydbergブロッケード
　3-3 比較
　　3-3-1 コヒーレンス性とゲート速度
　　3-3-2 拡張性
　　3-3-3 実験の難易度
4. 光量子計算
　4-1 原理
　　4-1-1 光子による量子ビット
　　4-1-2 ビームスプリッターと干渉
　　4-1-3 測定による量子計算
　4-2 実装
　　4-2-1 光集積回路
　　4-2-2 ファイバー光学系
　　4-2-3 損失とエラー源
5. ノイズ、誤り訂正、工学的現実性
　5-1 ノイズとエラー
　　5-1-1 デコヒーレンスの原因
　　5-1-2 ゲートの誤動作
　　5-1-3 エラーの定量化
　5-2 量子誤り訂正
　　5-2-1 論理及び物理量子ビット
　　5-2-2 表面符号（Surface Code）
　　5-2-3 オーバーヘッドと拡張性
　5-3 システム設計
　　5-3-1 古典部分の制御システム
　　5-3-2 低温 / 真空 / レーザー
　　5-3-3 ハードウェアとソフトウェアの結合
6. 応用と展望
　6-1 現状(NISQ)
　　6-1-1 量子化学計算
　　6-1-2 最適化問題
　　6-1-3 機械学習
　6-2 産業界の現状
　　6-2-1 IBMとGoogle
　　6-2-2 IonQ
　　6-2-3 Pasqal と Xanadu
　6-3 将来展望
　　6-3-1 拡張性の困難
　　6-3-2 量子古典ハイブリッド
　　6-3-3 長期展望
＜質疑応答＞

＊途中、お昼休みや小休憩を挟みます。

セミナー講師

 北海道大学大学院 工学研究院 教授 博士（理学） 島田 敏宏 氏

■ご専門および得意な分野・ご研究
・半導体材料
・電子回路
・固体化学

セミナー受講料

【オンライン受講（見逃し視聴なし）】：1名 50,600円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき39,600円

【オンライン受講（見逃し視聴あり）】：1名 56,100円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき45,100円
＊「見逃し視聴あり」でお申込の場合、当日のご参加が難しい方も後日セミナー動画の視聴が可能です。

＊学校法人割引：学生、教員のご参加は受講料50％割引。

主催者

開催場所

受講について

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