量子コンピューティングが予想される時間結晶の生滅

2018年5月､フィンランドのアールト大の研究者は､量子時間結晶の存在を実証したと発表した｡これは､簡単に言うと､空間的な繰り返し（雪の結晶など）ではなく､時間的な繰り返し構造であり､量子コンピューティング計算に有用な長期コヒーレンスを提供する｡時間結晶は､2012年ノーベル賞受賞者､フランク･ウィルチェック氏（Frank Wilczed）が最初に提案した。
　この新しい研究分野に加え､米ミズーリ工科大のC. H.ウ教授（C. H. Wu）は､今回､特殊タイプの量子コンピューティングを証明した｡これは､周期的な外部摂動（周期的レーザパルスによる）下で多くのエンタングル原子によって実行されたもので､これによりこれら時間結晶は､周期的な空間時間ブロックの形で存在することができる｡
　Nエンタングル原子の配列からのこれら時間結晶シグネチャは､周期的空間時間ブロックで､サイズはN×2NとN×4Nの間であり､外部摂動の周期とは独立である｡そのような周期的空間時間ブロックは､量子コンピューティングの結果であり､Nエンタングル原子によって実行されたものである。ここでは､各原子が量子プロセッサとして現れ、N原子チェーンは､セルラオートマトンアーキテクチュアの並列量子コンピューティングマシーンを形成する｡

空間時間ブロック

すべての並列コンピューティングは、空間変換を実行し､数十億の多様性がある｡汎用並列コンピュータでは､4つの状態で2bit列の加法演算から出発しなければならない｡
　そのような加法演算から得られる空間時間ブロックは､簡単な有限矩形ブロックであり､そこでは計算状態の最後の列に加算結果がある｡任意の加法演算に関連する16セルオートマトン遷移規則があり、他に類を見ない、ユークリッドチェーンで実行される｡その16規則を実行するために必要な量子プロセッサは､人工量子ネットワークであり、配線が別になっていると、チェーンは螺旋状になり､さまざまな種類の空間時間ブロックの生物学的な生滅となる｡

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出典元
http://ex-press.jp/wp-content/uploads/2020/01/p15_wn_quantum_photonics_research.pdf