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【IT/物理】量子の誤り、トラップイオンのキュービットを使ってスケーラブルに訂正

1 :pureφ ★:04/12/03 13:57:19 ID:???
量子情報科学 : 誤り訂正の方法

 量子コンピューターは、その論理素子(量子ビットあるいは「キュービット」)が同時
に2つの状態にあることができるため、大幅な処理速度の増大が期待される。しかし、これ
らの状態は壊れやすく、量子コンピューターが機能するためには、そのようなエラーを訂
正する手段が必要になる。Nature 12月2日号でJ Chiaveriniたちは、トラップイオンの
キュービットを使った量子誤り訂正について報告している。

 情報は、「上向き」または「下向き」の状態をとるキュービットのスピンに符号化さ
れ、スピンが期待に反して反転するとエラーが起こる。彼らは、キュービットを2つの補助
イオンとリンクさせることにより、どんなエラーが起こったかを判定し、適当なレーザー
パルスを用いてキュービットの状態を訂正することに成功した。

 量子誤り訂正はこれまで核磁気共鳴に基づくシステムで行われてきたが、今回の実験と
異なり、その演算は反復可能でなく、スケーラブル(多数のキュービットに対して実現可
能)でもなかった。「Chiaveriniたちは、1つの実験で、量子誤り訂正のすべての要素を示
した」と、A SteaneがNews and Viewsで語っている。

Nature Japan Highlight December 02, 2004
http://natureasia.com/japan/nature/updates/index.php?id=858&issue=7017

量子情報科学:量子誤り訂正の実現
J. Chiaverini, D. Leibfried, T. Schaetz, M. D. Barrett, R. B. Blakestad, J. Britton, W. M. Itano, J. D. Jost,
E. Knill, C. Langer, R. Ozeri & D. J. Wineland
Nature 432, 602 - 605 (02 December 2004); doi:10.1038/nature03074
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v432/n7017/abs/nature03074_fs.html

News and Views
情報科学:量子計算の誤り訂正
Andrew Steane
Nature 432, 560- 561(2004)
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v432/n7017/abs/432560a_fs.html

関連ニュース
【通信】三菱、世界最長96キロの量子暗号通信に成功(04/11/29)
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1101722275/
http://science.news2ch.net/read.php/1101722275/
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http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1101527008/
http://science.news2ch.net/read.php/1101527008/
【物理】量子、今度は3Pでテレポーテーション
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1095906794/
http://science.news2ch.net/read.php/1095906794/
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http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1092976806/l50
http://science.news2ch.net/read.php/1092976806/
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http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1087427544/l50
http://science.news2ch.net/read.php/1087427544/

2 :名無しのひみつ:04/12/03 14:06:25 ID:wzDrdp9G
佐野量子が誤りを認め謝罪したスレはここだぞ。

3 :名無しのひみつ:04/12/03 14:08:00 ID:37SV3x+I

美幸(μ)タン 降臨きぼん

4 :名無しのひみつ:04/12/03 14:15:42 ID:UCvNLY4w
美幸(μ)タン 萌え

5 :万年救護大本尊の朴蓮:04/12/03 14:19:36 ID:O3byAk+4
最初から間違った方向に進んでいる気がする。

6 :名無しのひみつ:04/12/03 14:24:50 ID:6Jg3GkKo
あらい素子

7 :名無しのひみつ:04/12/03 14:38:01 ID:Bdjhj8FU
↓それでは新郎新婦の入場でーす!



8 :名無しのひみつ:04/12/03 17:34:35 ID:Bu2TPrWm
量子コンピュータ
俺の生きている間に実用化されることはまず無し。




9 :名無しのひみつ:04/12/03 17:41:02 ID:LFq5eD0C
谷量子のファンが集まるスレはここですか?

10 :名無しのひみつ:04/12/03 18:16:01 ID:azhZJS9P
また岡田ネタかと思た

11 :名無しのひみつ:04/12/03 19:03:46 ID:UdN8Uw1A
Shorの9qubitエラー補正と原理的には同じなのか?
その方法に関してかな。

12 :名無しのひみつ:04/12/03 20:32:14 ID:UdoxC+c6
>>8
それは、実用化が目前に迫った時点で自殺するという宣言か?

13 :名無しのひみつ:04/12/03 22:40:20 ID:skfsJnen
>>11
3qubitを1qubitに見立てて、spin flipを検出するだけみたい。原理はたぶん一緒。
良く言われる量子誤り訂正(7qubitだっけ?)の弱い版を実験してみました、って感じか。

スレタイはスケーラブルに訂正なんて書いちゃってるけど、
「スケーラブルな量子コンピュータへの第一歩が踏まれました」くらいが適当だね。


14 :名無しのひみつ:04/12/03 22:45:19 ID:X6m10KvL
おまいらの不確定性も適当なレーザーパルスで訂正しなければ。

15 :名無しのひみつ:04/12/03 22:47:28 ID:X6m10KvL
すまん、わけのわからんことを書いてしまいました。

16 :名無しのひみつ:04/12/04 06:14:07 ID:KiSpWdhu
>>12
現状はせいぜい素子が出来たか出来ないかという程度じゃねーか。
真空管が発明されつつある段階であり
そこからコンピュータを組み上げるまで
相当な期間を要する。
つーか量子の重ね合わせ状態を利用するっていうのが難しい。

でも量子並列計算(というのが正確な術語かどうか知らんが)は
理論的にはまぁまぁ興味深い。

ただスピードがめちゃくちゃ速くなるというだけだったらあまり意味が無い。
量子コンピュータでも相変わらず解けない問題が存在するんじゃないかな。

とまぁコンピュータ屋なら大体この程度までは推測出来る。


17 : :04/12/04 06:44:04 ID:nGgimHFR
意味わかんね

18 :名無しのひみつ:04/12/04 16:02:27 ID:IJZduwAH
とにかく理論的に滅茶苦茶面白いから
実用化なんて夢のまた夢でも研究する人が多いんだよね

19 :名無しのひみつ:04/12/04 16:07:20 ID:+FbwooSY
>>16
>ただスピードがめちゃくちゃ速くなるというだけだったらあまり意味が無い。

そんなことないよ

20 :名無しのひみつ:04/12/04 16:50:25 ID:6DOuLwP1
>ただスピードがめちゃくちゃ速くなるというだけだったらあまり意味が無い。

現在の暗号の大半は、実用的な時間内に解読することが出来ないと言う点で、
暗号として成り立っているんだったと思うが、
めちゃくちゃ速くなればこれが破られるんじゃないの?

21 :名無しのひみつ:04/12/04 17:24:28 ID:YfwU4eB9
>>20
それら(RSA)が破られるのはある特別なアルゴリズム(Shor)
が存在するからじゃなかったっけ?

仮にコンピュータがめちゃくちゃ早くなったとして、
暗号をメチャクチャ計算が長くなるものにすればよい。

同様に、めちゃくちゃ早くなっても解けない問題はタプーリ。
ちょっと内容増やしただけで、計算量が恐ろしく増える系。

ただ、現実では解けないことは無いが早く解いて欲しいという問題の解決にはなる罠。

22 :名無しのひみつ:04/12/04 19:52:53 ID:KiSpWdhu
量子コンピュータが実用化しても
俺の念力で故障する。





23 :名無しのひみつ:04/12/04 20:24:04 ID:+FbwooSY
>>21
量子コンピュータは暗号を解くような問題で
既存のコンピュータでは暗号の桁数で指数関数的に
計算時間が増える問題を桁数に比例する程度に抑えることができる、
というのが利点なのでは?

24 :21:04/12/04 23:48:57 ID:YfwU4eB9
>>23
そのことを書いたつもりだったんだけど、うまく伝わってなかったのかな?
スマソ

25 :名無しのひみつ:04/12/05 01:02:37 ID:UGgNVfgR
>>24
量子コンピュータの得意なアルゴリズムでは扱えないような
暗号化の方法を新たに考案すると言うことですか?

26 :21:04/12/05 01:55:51 ID:A4okmn0m
>>25
いや、俺の逝ったコンピュータが早くなる云々の
コンピュータの意味は、量子コンピュータじゃなくて、
今主流のコンピュータのことです。

まあ、あと暗号化では量子の方で有力候補があるじゃないですか。

27 :名無しのひみつ:04/12/05 03:02:11 ID:UGgNVfgR
>>26
>>20の「めちゃくちゃ速くなれば」は
>>16を受けてのものだから当然、量子コンピュータのことでしょうよ

28 :21:04/12/05 03:41:53 ID:A4okmn0m
Shorのアルゴリズムってめちゃくちゃ早くなるのとは
根本的に違うもんだと思うんだけどどうよ?俺の認識違いだった?

29 :名無しのひみつ:04/12/05 06:02:55 ID:aO9xFfvB
量子コンピュータは
超伝導以上の壮大な釣りだろ・・・

数年前MS辺りが仕掛けて煽ってたからな


30 :名無しのひみつ:04/12/05 21:59:49 ID:CP7kJ8FD
>>21
「速い」という言葉を使うから訳がわからなくなる。
入力サイズに対して、指数関数的な時間がかかる問題を
多項式程度で解く方法が分かっているから量子コンピュータは期待されている。

量子コンピュータが実現すれば(しそうにないが)、
RSAはどんなに鍵のサイズを大きくしても、
暗号を作るのと解くのが同じくらいの時間でできるようになってしまうから、意味がなくなってしまう。

暗号そのものは量子暗号通信が既に実用化域に入っているから、
量子コンピュータが実現する頃にはその時代の暗号を解く用途には使えないでしょう。
ただし、現在の暗号通信を盗聴して保存しておけば、後から解読はできるけどね。

31 :名無しのひみつ:04/12/05 23:44:02 ID:m3wR6AMa
ただまだ実用的な「速い」アルゴリズムが2つくらいしか見つかってないからなあ



32 :名無しのひみつ:04/12/06 01:59:10 ID:qvYnocnP
>>29
超伝導の何処が釣りなんだ?

33 :名無しのひみつ:04/12/06 02:03:27 ID:SuTIq9oe
>>32
たぶん、「常温核融合」と間違えてるんじゃ…

34 :名無しのひみつ:04/12/08 00:00:27 ID:lvETJNjv
>>30
> 量子コンピュータが実現すれば(しそうにないが)、

商用ベースに乗るかわからんが、暗号解読なんてモロ軍事目的なんだから、
米軍あたりが強引に実現してもおかしくないと思う。
たかが因数分解といえど、指数オーダー必要だったものが多項式オーダーでできるんだから。
数千億かけて、大量の電力と液体ヘリウムとレーザー冷却装置をそなえて、
数十キュービット程度しか計算に使えなかったとしてもだ。

35 :名無しのひみつ:04/12/08 00:45:52 ID:hjF6lweE
>>34
実際Chuangのグループ(7qubitのNMR系の実験をやったところ)はDARPAから資金を貰ってるよね。
ただ、数十qubitの量子コンピュータだとうまみが無いから、そんな無駄はしないと思う。
お金をかければどうにかなる問題でもないし。

36 :名無しのひみつ:04/12/08 11:33:00 ID:c01IXy0h
今やり取りされている暗号化されたデータを保存しておいて、
後々それを暗号解読するってのはありうるの?

37 :名無しのひみつ:04/12/08 22:26:41 ID:89MfTAeb
>>36
RSAなら普通にできるよ。
まあ、そこまでして解読したい情報なんてそうそう無いだろうけど。

38 :名無しのひみつ:04/12/08 23:53:52 ID:c01IXy0h
>>37
まあそれでも何か使い道ありそうだけど…

同じこと考えて解読しようとパケットを収集してる人いるかも…
なんて妄想してみたり

39 :名無しのひみつ:04/12/09 00:24:41 ID:r23SVJyB
エシュロンなら普通に収集して解読してるような気がする。
量子コンピュータも使ってたりして

40 :名無しのひみつ:04/12/18 04:06:50 ID:EJxUG1mL
>>30
>暗号そのものは量子暗号通信が既に実用化域に入っているから、
>量子コンピュータが実現する頃にはその時代の暗号を解く用途には使えないでしょう。

これも結構微妙な言い方で所謂量子暗号っていうのは秘密鍵暗号の
ための仕組みなんだな.公開鍵暗号で量子コンピュータに対しても安全
なものってあるのかどうかはまだ分からないといったところ.

41 :名無しのひみつ:04/12/22 22:29:43 ID:JaTCE+Vg
量子コンピューターは理論的には「完全な」乱数を生成できるそうな

42 :名無しのひみつ:04/12/23 00:57:51 ID:wGAGraQH
>>41
量子的というか、熱力学的乱数なら、今でも手にいれることができる。


43 :名無しのひみつ:04/12/23 08:43:14 ID:L1wbBKx5
>>41
パチョンコ機に導入汁

44 :名無しのひみつ:04/12/23 09:51:53 ID:ruRPUFKn
漁船に組み込むんだね

45 :名無しのひみつ:04/12/24 22:15:27 ID:pOxtp0n2
>>40

「量子公開鍵暗号」(Computer Today '01 09)というので「量子計算による攻撃にも
耐えうる」公開鍵暗号というのを主張している。おれにはよくわからんかったが。


46 :名無しのひみつ:04/12/25 01:57:24 ID:4E2RpKyn
誤りを訂正することは、観測にあたらないのか?
時間反転性が壊れていないか? 変だなぁ?

47 :名無しのひみつ:04/12/25 12:35:13 ID:3DBi7jv0
>>45
量子公開鍵暗号はナップザック暗号などのNP困難問題を元に作られている。
NP困難問題は量子アルゴリズムの「グローバーのアルゴリズム」を使っても、
多項式時間で解く事ができない。
NP困難問題が解ける量子アルゴリズム(量子に限らず)が出てきたら崩壊する暗号でもあります。

48 :40:04/12/25 15:58:27 ID:MzZutBau
>>45
CRYPTO2000の論文だろ.あれは鍵生成に量子計算機を必要とする.
>>30>>40で言及しているBB84量子暗号とは違うものだ.

49 :名無しのひみつ:04/12/26 13:29:04 ID:65hvzehL
暗号とかだけじゃなくて、処理速度が速くなると思いもかけぬ変化が起こるもんよ。
近年の二足歩行ロボットや画像認識も、あまり洗練されてない
アバウトなアルゴリズムでも、マシンパワーでなんとかリアルタイム処理
に持ち込めるようになったので、大掛かりな研究機関がなくても
試行錯誤ができるようになった。こういうのが爆発的な進歩を生むのよ
あ、同時に安くならないとダメだが。

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