動から静に変換する量子アルゴリズムを実証 ――IBM量子プロセッサーによる世界最大級のシミュレーション―― 研究成果

東京大学素粒子物理国際研究センターの吉岡信行准教授（研究当時：東京大学大学院工学系研究科 助教）とIBMの研究チームは、最新の量子プロセッサーであるIBM Heronプロセッサーを搭載した超伝導量子コンピュータを用いて、最大56量子ビットからなる量子多体系のシミュレーションに成功しました。古典計算アルゴリズムの代表格の一つである「Krylov部分空間法」は、量子物理学をはじめとして、計算科学分野で広範に用いられる強力な手法ですが、メモリ・計算量爆発が避けられないという問題を抱えています。本研究では、部分空間を量子コンピュータ上で実現する「Krylov量子対角化（KQD）法」により、世界最大級のサイズで固有エネルギーのシミュレーションが可能となることを示しました。本成果は、誤り耐性のない量子デバイス上で大規模な量子多体系のシミュレーションを可能にする新たな手法として、量子計算科学の発展に貢献することが期待されます。