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出版論文

01

Quantum Circuits for Collective Amplitude Damping in Two-Qubit Systems

Yusuke Hama

量子計算を行うにあたっての最大の難点は、量子コンピュータハードウェアを構成する量子ビット系が、環境からの雑音により量子ビット状態が変化してしまうことである。量子雑音に対する量子回路の定式化を行った。

02

Implementation of quantum imaginary-time evolution method on NISQ devices by introducing nonlocal approximation

Hirofumi Nishi, Taichi Kosugi, and Yu-ichiro Matsushita, npj Quantum Information 7, 85/1-7 (2021).

NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum:誤り訂正のない中規模量子コンピュータ)デバイス実装に向けた、材料計算・最適化問題に対する有効な量子アルゴリズム(量子虚時間発展法)の提案を行い、論文を公開いたしました。

近い将来に実現すると期待されているNISQデバイスは誤り訂正がないために、量子演算回数に制限がありました。本研究ではNISQデバイス上で実現可能な材料計算・最適化問題に対する有効な量子アルゴリズムの開発に成功いたしました。

03

Predicting toxicity by quantum machine learning

Teppei Suzuki and Michio Katouda, Journal of Physics Communications 4, 125012/1-15 (2020).

創薬研究のための量子コンピュータアプリ開発に関する研究を行い、化学データに対する非線形回帰のための量子機械学習モデルを開発しました。具体的には、定量的構造活性相関に基づいてフェノール化合物の毒性値を予測する量子機械学習モデルを構築しました。

04

Linear-response functions of molecules on a quantum computer: Charge and spin responses and optical absorption

Taichi Kosugi and Yu-ichiro Matsushita, Physical Review Research 2, 033043/1-16 (2020).

非ユニタリ演算子をユニタリ演算子と測定の組み合わせとして実装する一般的な回路構成法を提案し、それを利用して分子の光学吸収スペクトルなど線形応答関数の量子化学計算のシミュレーションを行いました。物理量の計算に必要な第二量子化された演算子を、電子の生成および消滅演算子のマヨラナ化とアンシラビットにより実装しました。本研究の手法は量子化学だけでなく、様々な領域の量子アルゴリズムにも援用可能であり、量子計算の本格実施フェーズにおける計算基盤技術となることが期待されます。

05

Construction of Green's functions on a quantum computer: applications to molecular systems

Taichi Kosugi and Yu-ichiro Matsushita, Physical Review A 101, 012330/1-12 (2020).