特許ウォッチ

公開番号2025176473
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082653
出願日2024-05-21
発明の名称エラー訂正装置、エラー訂正方法、及びプログラム
出願人NTT株式会社
代理人弁理士法人ITOH,個人,個人,個人
主分類G06N 10/70 20220101AFI20251127BHJP(計算;計数)
要約【課題】圧搾猫符号における量子エラー訂正を容易に実現すること。
【解決手段】本開示の一態様によるエラー訂正装置は、圧搾猫符号による量子エラー訂正を実現するエラー訂正装置であって、前記圧搾猫符号における圧搾猫状態の運動量方向のスタビライザ演算子から構築される散逸演算子を実現する量子ゲートを含む量子回路が実装された量子プロセッサを用いて、エラー訂正符号量子ビット及び補助量子ビットで表される量子状態に対して前記量子回路による量子情報処理を繰り返し実行させることにより、前記エラー訂正符号量子ビットの量子エラーを訂正する制御部、を有する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
圧搾猫符号による量子エラー訂正を実現するエラー訂正装置であって、
前記圧搾猫符号における圧搾猫状態の運動量方向のスタビライザ演算子から構築される散逸演算子を実現する量子ゲートを含む量子回路が実装された量子プロセッサを用いて、エラー訂正符号量子ビット及び補助量子ビットで表される量子状態に対して前記量子回路による量子情報処理を繰り返し実行させることにより、前記エラー訂正符号量子ビットの量子エラーを訂正する制御部、
を有するエラー訂正装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記量子回路は、
前記散逸演算子を所定のゲート分解手法によりゲート分解したゲートシーケンスを含む、請求項１に記載のエラー訂正装置。
【請求項３】
前記ゲート分解手法は、
Ｓｈａｒｐｅｎ－Ｔｒｉｍ法、Ｂｉｇ－ｓｍａｌｌ－Ｂｉｇ法、ｓｍａｌｌ－Ｂｉｇ－ｓｍａｌｌ法、のいずれかである、請求項２に記載のエラー訂正装置。
【請求項４】
前記量子回路は、
前記ゲートシーケンスと、前記補助量子ビットの初期化とを含む、請求項２又は３に記載のエラー訂正装置。
【請求項５】
圧搾猫符号による量子エラー訂正を実現するエラー訂正方法であって、
前記圧搾猫符号における圧搾猫状態の運動量方向のスタビライザ演算子から構築される散逸演算子を実現する量子ゲートを含む量子回路が実装された量子プロセッサを用いて、エラー訂正符号量子ビット及び補助量子ビットで表される量子状態に対して前記量子回路による量子情報処理を繰り返し実行させることにより、前記エラー訂正符号量子ビットの量子エラーを訂正する制御手順、
をコンピュータが実行するエラー訂正方法。
【請求項６】
圧搾猫符号による量子エラー訂正を実現するプログラムであって、
前記圧搾猫符号における圧搾猫状態の運動量方向のスタビライザ演算子から構築される散逸演算子を実現する量子ゲートを含む量子回路が実装された量子プロセッサを用いて、エラー訂正符号量子ビット及び補助量子ビットで表される量子状態に対して前記量子回路による量子情報処理を繰り返し実行させることにより、前記エラー訂正符号量子ビットの量子エラーを訂正する制御手順、
をコンピュータに実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、エラー訂正装置、エラー訂正方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
量子情報処理の分野で使用される符号の一種として、圧搾猫符号（Squeezed Cat Code）と呼ばれる符号が知られている（非特許文献１）。圧搾猫符号は光子損失に対してロバストな符号であることが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Schlegel, David S., Fabrizio Minganti, and Vincenzo Savona. "Quantum error correction using squeezed Schrodinger cat states." Physical Review A 106.2 (2022): 022431.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧搾猫符号に対する量子エラー訂正法は非常に強い非線形性と補助量子系との複雑な相互作用とを必要とするものしか存在せず、簡単な操作で実現できる量子エラー訂正法は存在しなかった。
【０００５】
本開示は、上記の点に鑑みてなされたもので、圧搾猫符号における量子エラー訂正を容易に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様によるエラー訂正装置は、圧搾猫符号による量子エラー訂正を実現するエラー訂正装置であって、前記圧搾猫符号における圧搾猫状態の運動量方向のスタビライザ演算子から構築される散逸演算子を実現する量子ゲートを含む量子回路が実装された量子プロセッサを用いて、エラー訂正符号量子ビット及び補助量子ビットで表される量子状態に対して前記量子回路による量子情報処理を繰り返し実行させることにより、前記エラー訂正符号量子ビットの量子エラーを訂正する制御部、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
圧搾猫符号における量子エラー訂正を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
位相平面表示におけるＧＫＰ符号と圧搾猫符号の位置及び運動量の一例を示す図である。
Ｓｈａｒｐｅｎ－Ｔｒｉｍ法を利用したエラー訂正を実現する量子回路の一例を示す図である。
本実施形態に係る量子計算装置の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す図である。
一実施例におけるエラー訂正処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、ＧＫＰ（Gottesman-Kitaev-Preskill）符号で提案された散逸ベースの量子エラー訂正法（参考文献１）を適用することにより、圧搾猫符号における量子エラー訂正を容易に実現する手法を提案する。より具体的には、ＧＫＰ符号は位相平面上で位置軸及び運動量軸の両方に関して不完全な並進対称性を持つため、それらの並進対称性を利用して散逸ベースの量子エラー訂正を行っている。これに対して、圧搾猫符号は位相平面上で片方の軸（以下、運動量軸とする。）にのみ並進対称性を持つため、以下の実施形態では、運動量方向にのみ散逸ベースの量子エラー訂正を行う手法を提案する。なお、以下では、簡単のため、量子エラー訂正を単に「エラー訂正」とも呼ぶことにする。
【００１０】
ここで、散逸ベースの量子エラー訂正は、補助量子ビットから量子レジスタのエラー訂正符号量子ビットへのコントロール操作と補助量子ビットの初期化という簡単な操作で実現することができる。このため、提案手法によれば、圧搾猫符号におけるエラー訂正を簡単な操作で容易に実現することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許