糖心破解版

FEATURES

English

印刷

世界初の量子ビット素子を実现。量子という究极の世界を制御する愉楽。| UTOKYO VOICES 066

掲载日:2019年6月20日

UTOKYO VOICES 066 - 先端科学技术研究センター 量子情報物理工学分野 教授 中村泰信

先端科学技术研究センター 量子情報物理工学分野 教授 中村泰信

世界初の量子ビット素子を実现。量子という究极の世界を制御する愉楽。

1999年4月29日号『狈补迟耻谤别』の表纸を饰ったのは、中村が世界で初めて开発した「固体素子で作った超伝导量子ビット」に関するイラストだった。それ以来、中村は量子コンピュータ开発のトップランナーとして世界の注目を集めている。

大阪生まれの中村は小学生の时に东京都西多摩郡日の出村(现日の出町)に引っ越し、野山を駆け巡りながら高校まで伸び伸びと暮らす。理科好きで中学の顷には化学に、高校で物理に兴味を持ち、理科一类に入って、物理工学科に进む。修士课程修得后、狈贰颁の基础研究所で20年间基础的な研究を続ける。

入社した1992年顷は、まだナノテクノロジーという言叶もなく、ミクロとマクロの中间の领域を扱うメソスコピック系の物理という分野で、1ミクロン以下の构造を持つ、単一电子トランジスタの开発に取り组んでいた。

「さらに単一电子トランジスタが超伝导状态になったときに现れる兴味深い量子现象を见出し、超伝导回路を使った量子コンピュータの研究を始めたところ、『狈补迟耻谤别』の表纸に取り上げられた超伝导量子ビット素子の実现につながったのです」

ただ、その量子ビット开発に至る过程に确固たる筋道があったわけではなく、「兴味の赴くところを探索していたらそこにたどり着いたという感じです。研究所では自由にやらせてもらえて恵まれていました」と、中村は振り返る。

通常のデジタル回路の上のビットでは「0もしくは1」というどちらか一つの状态として情报が保持されるのに対し、量子ビットでは「0でありかつ1でもある」ような任意の割合の重ね合わせ状态を表现できる。量子コンピュータは、この重ね合わせを利用して超并列计算を実现する。

ただ、重ね合わせ状态は作るのも难しく、それを维持するのも难しい。ちょっとしたノイズで壊れるので制御するのが非常に难しく、従来のコンピュータをしのぐ性能を持つ量子コンピュータはいまだに诞生していない。

その壁は计算の精度を下げるエラーであり、それを引き起こすノイズをいかに抑制するかが最大のテーマだ。最近になって、少しくらいノイズがあってもエラーを途中で订正しながら计算を进める方式が提案され、解决の糸口が见えてきたという。

现在&濒诲辩耻辞;量子コンピュータ&谤诲辩耻辞;として、复数の选択肢の组み合わせから解を得る「组み合わせ最适化问题」を効率的に解くことを目指した量子アニーリングマシンなどが话题になっている。中村は、多数の量子ビットにわたる重ね合わせ状态を自在に制御してより一般的な问题解决を実现する量子コンピュータの开発に取り组んでいる。

「量子の世界はある意味で究极の世界です。そういう究极のレベルまで人间が自然を制御できるのが面白い」と话す中村の今后の梦は、超伝导回路を使った量子コンピュータを一刻も早く完成させることだ。

「超伝导回路を使った量子ビットデバイスで、実际に动かせているのは20量子ビットくらいの规模ですが、実用に耐えるには100量子ビット以上が必要です。今后の目标は5年で50量子ビット、10年で100量子ビットの実现ですが、できれば前倒しで进めたいと思います」

(小物)「ノートパソコン」

Memento

常に持ち歩いているノートパソコンに、量子コンピュータに関するアイデアがぎっしり詰まっている。壊れたら大変なのでこまめにバックアップをとっている。

(直筆コメント)「出会い」

Maxim

研究は人との出会いが大切。「お互いを尊敬し合わないとうまくいきません。研究の分野でも、人の仕事をきちんとリスペクトしてそれを自分のものにしていくことが必要です」

Profile
中村泰信(なかむら?やすのぶ)

1990年東京大学工学部卒、1992年日本電気株式会社基礎研究所研究員、2001年デルフト工科大学客員研究員、2002年理化学研究所客員研究員兼任、2005年日本電気株式会社基礎?環境研究所主席研究員。2012年東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻教授、2012年東京大学先端科学技术研究センター教授、2014年理化学研究所創発物性科学研究センターチームリーダー兼務。1999年仁科記念賞、2004年アジレント欧州物理学賞、2014年江崎玲於奈賞受賞、2019年応用物理学会業績賞。

取材日: 2018年12月4日
取材?文/佐原 勉、撮影/今村拓馬

アクセス?キャンパスマップ
闭じる
柏キャンパス
闭じる
本郷キャンパス
闭じる
驹场キャンパス
闭じる