こんにちは、ワクワクしたいですよね。次世代の量子コンピュータの開発が加速しています。blueqat社では次世代の小型量子コンピュータを開発しており、順調に進んでいます。 リンク先<a href="https://www.osq.blueqat.com/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://www.osq.blueqat.com/</a> 試作品の完成時期は、2023年3月となりました。仕様詳細は下記です。 量子ビット「半導体スピン量子ドット」米国のequal1 labが開発している電荷型とは異なる、本格的なスピン量子ドットで行くことになりました。クーロンブロッケードで量子ドットを作り、磁場をかけてゼーマン分離し二準位系のスピン量子ビットを作ります。マイクロ波を照射し量子ビットをゲート操作します。当初計画ではまずはビット操作（ラビ振動）を実現する１量子ビットマシンを作ります。量子もつれは作れませんが、量子重ね合わせは実装できます。 以前の超伝導量子ビットは自社設計、自社開発でしたが、今回はチップは今後の量産化も考え、開発は外注予定です。<a href="https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000006.000033764.html" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000006.000033764.html</a> 制御・測定装置将来的には冷凍機内部に制御装置を設置する4KステージでのクライオCMOSと1K付近でのQ-SoCと呼ばれる量子ドットの近隣に制御回路をワンチップ化したものを開発はしたいですが、現状の計画ではそこまでリソースがないので、冷凍機外部に設置した制御・測定装置の既製品を改造して利用することになりました。こちらはチップ化することで今後小型化が期待されます。 冷凍機冷凍機はblueforsほどの極低温性能は不要と考えております。小型のデータセンター設置型を想定しています。 場所設置場所は検討中ですので、決まり次第お知らせします。 サイズ最初はサーバーラック１，２台分になりそうです。周辺機器開発がもし加速すればデスクトップまで行けます。 予算開発には１－２億円程度を想定しています。自社での負担を考えておりますが、量子コンピュータのハードウェア・周辺機器開発に興味ある企業様がいらっしゃいましたら開発費の負担をお願いします。 問い合わせ先info@blueqat.comまで 半導体量子ビットの現場ではとにかく人員が不足していますので、将来的に量子コンピュータに興味ある人はぜひお問い合わせください。以上です。

次世代小型半導体量子コンピュータ。開発進捗とロードマップ！

こんにちは、量子コンピュータを事業化して次の事業のタネを探したいですよね。 2021年10月27日(水)～29日(金) 10:00～17:00 幕張メッセ で行われる量子コンピューティングEXPOはいかがでしょうか。弊社は今年は、 blueqat cloudクラウドでの量子コンピュータソフトウェア開発環境 blueqat SDKオープンソースの量子コンピュータソフト開発キット blueqat AutoQMLプログラミング不要のノーコード量子機械学習 blueqat Quantum Apps量子コンピュータアプリケーションプラットフォーム 半導体量子コンピュータ半導体量子ドットを利用した小型量子コンピュータ blueqat Generate &amp; Search全く新しい量子アニーリングマシンの使い方 を出展いたします。また、共同出展社は、 ・ （株） アーク情報システム・ （株） エーアイスピリッツ・ QuantFi・ Cliffhanger （株）・ Strangeworks・ DEVEL （株）・ ビネット＆クラリティ （同）・ （株） マクニカ となっており、国内の技術系から販売系、そして海外は米国と欧州からの参加となっています。今年は大幅にパネルが増える予定です。 <h2>昨年お台場で行われた会場の様子は、</h2> <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/20210406_204132.jpg"/> <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/20210406_204245.jpg"/> <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/20210407_110523.jpg"/> 大盛況でした。<img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/20210407_094052.jpg"/> <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/IMG_20210406_201034.jpg"/> <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/IMG_20210406_204612.jpg"/> <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/IMG_20210406_204554.jpg"/> <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/25/IMG_20210406_204638.jpg"/>

2021第二回量子コンピューティングEXPO秋出展！

私のブログエントリーは多くなり、マイページから飛ぶことができないものも増えてきました。なので、リンク表を作りました。 <h3>量子アルゴリズム一般:</h3> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/7baa690a-17b7-4251-8600-156fe5fcdec6" rel="noopener noreferrer" target="_blank">グローバーのアルゴリズム by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/c43f6f3e-163c-454e-89ab-121ca5615d48" rel="noopener noreferrer" target="_blank">量子振幅増幅とそれを用いた数値積分 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/5799f84d-0009-4c95-80a4-0f8829341832" rel="noopener noreferrer" target="_blank">【コンテストブログ】量子断熱計算をやってみた by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/85ae1415-2653-42a2-8208-1da251f13fbf" rel="noopener noreferrer" target="_blank">量子位相推定とその注意点 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/f561c9bb-084e-43f6-af2f-7c97ef845c2f" rel="noopener noreferrer" target="_blank">量子位相推定とその注意点・後編 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/4634bd87-1c5b-4c9a-8b4a-c581b21017ab" rel="noopener noreferrer" target="_blank">反復量子位相推定アルゴリズム by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/2a962928-3572-4f75-a25c-b3778b8d920f" rel="noopener noreferrer" target="_blank">反復量子位相推定アルゴリズム【実践編】 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <h3>VQE一般:</h3> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/1d63875d-88cf-4f31-8d0c-605eeaaf1761" rel="noopener noreferrer" target="_blank">量子計算機を用いた変分量子化学計算の動向・前編 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/4a10d60b-6e3b-431f-9189-62127cf09af4" rel="noopener noreferrer" target="_blank">初心者向けMultiscale-Contracted VQEの解説【理論編】 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/d54bf2f3-6b33-48b2-8519-47562aa045d5" rel="noopener noreferrer" target="_blank">初心者向けMutiscale-Contracted Variational Quantum Eigensolver(MCVQE)法【実践編】 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/9bf064b0-545e-41ae-be14-92eafba2f9cc" rel="noopener noreferrer" target="_blank">初心者向けMultiscale-Contracted VQEの解説【実践編のお詫びと訂正】 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/b25f3d1a-de47-4078-bbbb-24be8d28ca48" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Varitional Quantum State Eigensolverを用いたフルポテンシャル計算 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/1bd984e0-8fa3-434d-9a62-7a73f6ed9ca1" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Variational Quantum Eigensolver(VQE)で求める微分期待値 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/0043bbaf-0044-452e-9e71-c154905ef44c" rel="noopener noreferrer" target="_blank">初心者向けSubspace-Search Variational Quantum Eigensolver(SSVQE)の解説 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/ddcb8433-6422-4c67-8516-4217daf1eaf2" rel="noopener noreferrer" target="_blank">初心者向けSubspace-Search Variational Quantum Eigensolver(SSVQE)の解説【実践編】 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/6c5fc850-c790-432c-9db5-a1e0e09565d8" rel="noopener noreferrer" target="_blank">blueqatで実装するショットノイズ:励起状態編 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/2acc45d6-1b5f-4a34-b5b9-14405645d6b7" rel="noopener noreferrer" target="_blank">デコヒーレンスとノイズ。 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/0479c28c-f243-4517-8e82-f893691cab0f" rel="noopener noreferrer" target="_blank">blueqatにおけるショットノイズの実装 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/67455e1d-1ffe-4df8-ba85-31afeb0c89c6" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ショットノイズがある系のSSVQE。 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/7514cfc3-e1d3-4e9a-8b8c-eabbdd1a7e78" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ショットノイズがある系のSSVQE・後編。 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <h3>量子シミュレーション:</h3> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/993fb5ec-0abc-4b45-b612-d42aa4528088" rel="noopener noreferrer" target="_blank">可積分系,XXZモデルにおける時間発展シミュレーション。 by Hikaru Wakaura | blueqat</a>

ブログのリンク表。

19回目、嶋田善皓さんのhttps://www.ohmsha.co.jp/book/9784274226212/量子コンピューティング基本アルゴリズムから量子機械学習までを読んでいきます。最適化パートに入ります。 今回も17:00-から部屋を開けてもくもく会やります。目的は、予習復習質問です。18:00-から通常です。 <ul><li>Zoomによる読書会です。19:00ちょっと前に終わることが多いです。</li><li>対象は量子コンピューティングや線形代数の知識がある程度あること、です。</li><li>想定予習時間は1-2時間です。</li><li>今回からの参加も大歓迎です。その場合は自己紹介、大学での専攻、声出し可能かなど教えていただければ幸いです。</li></ul> Slackはhttps://blueqat.slack.com/archives/C026XG2MPDZです。まずは、blueqat.slack.comにログインしてご利用ください。読書会に関する質問などを受け付けます(2021/7/27変更)。初回のblueqat.slack.comへのログインには招待コードが必要です。読書会の時にリクエストお願いします。 Zoomアドレスはhttps://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/86446052253?pwd=UzlKbzdJbklJUk5wbDVNK1hpM0VwQT09

2021/9/24 (金) 18:00-19:00 19回目 : Zoom 読書会 : 嶋田善皓さんの「量子コンピューティング基本アルゴリズムから量子機械学習まで」

I have submitted a lot of entries. Some of them are invisible from my pages. Therefore, I indexed them for sake of their accesibility. <h3>General algorithms:</h3> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/4ecfa519-0072-4833-9cd2-dd6dd6fa1d67" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Quantum Phase Estimation and its problems by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/9ec56c3e-646a-459d-a322-85995f488474" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Iterative Quantum Phase Estimation algorithm. by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/7f633fc7-c2fa-403d-9f53-bb20040182da" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Contest Blog: Adiabatic Grover&#39;s Algorithm by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/b55f233c-0c39-4b24-a21c-0040574f4d8f" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Quantum Numerical Integration using Quantum Amplitude Amplification. by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <h3>Variational Quantum Eigensolver(VQE) and related algorithms:</h3> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/bdc1d1a8-b3f7-473f-a50d-c143e0f03fb2" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Review of Variational Quantum Eigensolver: part 1 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/a838d389-22d1-4315-9646-c648bcb4cc85" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Derivative of hamiltonian derived by Variational Quantum Eigensolver(VQE) method by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/c5e5ac73-386b-400f-a1e3-0edec78385b9" rel="noopener noreferrer" target="_blank">The lecture of Subspace-Search Variational Quantum Eigensolver method for beginners by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/f0a92d65-effc-4bef-a2dd-839b71bad674" rel="noopener noreferrer" target="_blank">The lecture of Subspace-Search Variational Quantum Eigensolver method for beginners: result of calculation on hydrogen molecule by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/ed298a75-3dd1-4214-acb3-98cbecec75cc" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Multiscale-Contracted Variational Quantum Eigensolver method part 1 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/77e966a0-ee46-40ca-b21b-f6ee6e86d546" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Multiscale-Contracted Variational Quantum Eigensolver method: part 2 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/42100bc5-60ec-4f06-93eb-0460a591d019" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Multiscale-Contracted Variational Quantum Eigensolver method: errata of part 2 by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/f6b6dda1-a60e-4e7e-aca7-a9150b00680f" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Full potential calculation using Varitional Quantum State Eigensolver. by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/826695a1-e59a-46a6-9266-2ac56e6f2e4d" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Implementation of shotnoise on blueqat by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/633a63ec-8174-4475-8394-13781b44076c" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Calculation of SSVQE including shotnoise. by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/2072799b-89ed-457d-a6a9-4ce833f43304" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Calculation of SSVQE including shotnoise 2. by Hikaru Wakaura | blueqat</a> <h3>Quantum Simulation:</h3> <a href="https://blueqat.com/H.Wakaura/6674eca6-8357-4684-b01c-93d59dd820ba" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Simulation of time evolution in an integrable system, XXZ model. by Hikaru Wakaura | blueqat</a>

Index of my entries.

In this article, we introduce a paper that summarizes the current computational time for polymer catalytic systems using quantum computers. FeMoco is an abbreviation of Ferroum-Moribtenium-cofactor, which is expected to be used as a catalyst in ammonia synthesis because of its ability to fix nitrogen. FeMoco is an abbreviation of Ferroum-Moribtenium-cofactor, which is expected to be a catalyst for ammonia synthesis because it fixes nitrogen. Half a century after the Industrial Revolution, Malthus predicted a food crisis in his theory of population, showing that while population increases geometrically, food increases only arithmetically. In this context, Haber and Bosch and their colleagues succeeded in industrializing a method of synthesizing ammonia. This was called the Haber-Bosch process, and it was the first industrial attempt to mass-produce ammonia in Germany at the beginning of the 20th century, which led to an increase in food production. Now that we have better catalysts, our ability to produce ammonia has improved. Using the density matrix renormalization group, the maximum number of qubits that can be solved using the Complete active space self-consistent field (CASSCF) method can be increased from 18 to 100. The quantum phase estimation was performed in single-threaded, multi-threaded, and nested calculations to estimate the computation time and the number of qubits required for the case of spin moment S=0, charge +3, 54 electrons, 54 orbitals, and the case of spin moment S=0, charge 0, 57 orbitals, 63 electrons in FeMoco. As a result, the amount of error was reduced to the exact solution. The results showed that it would take more than three years to keep the error within 0.1 mHartree of the exact solution with about 100 qubits for both single-threaded cases. On the other hand, in a multi-threaded system, the calculation was completed in three months with about 2000 qubits. It has been four years since this paper was published, but the situation does not seem to have changed much. IBM is planning to release a 2000-qubit quantum computer the year after next, but I am not sure if the situation will improve. <a href="https://www.pnas.org/content/114/29/7555" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Elucidating reaction mechanisms on quantum computers | PNAS</a>

Introduction of paper: Elucidating reaction mechanisms on quantum computers | PNAS.

今回は、量子計算機を用いた高分子触媒系における現状での計算時間をまとめた論文を紹介します。この論文は特にFeMoCoという窒素固定におけるその時間発展過程を量子位相推定を用いて計算する場合における所要ゲート数、計算時間についてまとめたものです。FeMocoはFerroum-Moribtenium-cofactorの略で、窒素を固定することからアンモニア合成における触媒として期待されています。産業革命から半世紀後、マルサスが人口論の中で、人口は幾何級数的に増加するが、食料は算術級数的にしか増加しないということを示し、食糧危機が起こることを予言しました。その中で、ハーバーとボッシュらがアンモニアの合成方法の工業化に成功しました。これはハーバーボッシュ法と呼ばれ、20世紀初頭にドイツで初めて工業的にアンモニアを大量生産する試みがなされ、食糧生産量が増加しました。今ではより優秀な触媒ができ、アンモニアの製造能力は向上しました。 密度行列繰り込み群を用いれば、Complete active space self-consistent field(CASSCF)法を用いて解ける最大量子ビット数は18から100に増やせます。量子位相推定をシングルスレッド、マルチスレッド、入れ子計算で実行し、FeMocoにおけるスピンモーメントS=0、電荷+3,54電子、54軌道における場合、スピンモーメントS=0,電荷0、軌道数57、電子数63における場合とで計算時間と必要量子ビット数の見積もりが行われました。その結果、エラー量を厳密解から0.1mHartree以内に収めるにはシングルスレッドでは両者とも量子ビット数100程度で3年以上かかるという結果になりました。一方、マルチスレッドでは、量子ビット数2000程度で3ヶ月で計算が終わるという結果になりました。 この論文が出てから4年が経ちましたが、あまり状況は変わっていないように見えます。再来年、2000量子ビット量子計算機がIBMから出る予定になっていますが、それでも状況が改善するか解りません。 <a href="https://www.pnas.org/content/114/29/7555" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Elucidating reaction mechanisms on quantum computers | PNAS</a>

論文紹介:量子計算を用いた窒素固定の計算可能性。

8回目、堀田昌寛さんの https://www.kspub.co.jp/book/detail/5239230.html「入門 現代の量子力学 量子情報・量子測定を中心として」を読んでいきます。今回は飛ばして2章まで読み切りましょう。演習問題は来週かと思ってます。 17:00-から部屋を開けてもくもく会やります。目的は、予習復習質問です。18:00-から通常です。 <ul><li>Zoomによる読書会です。19:00ちょっと前に終わることが多いです。</li><li>https://twitter.com/NakataMaho/status/1414056604840841217 の正式なアナウンスです</li><li>対象は量子コンピューティングや線形代数の知識がある程度あること、です。</li><li>想定予習時間は1-2時間です。</li></ul> Slackはhttps://blueqat.slack.com/archives/C026XG2MPDZです。まずは、blueqat.slack.comにログインしてご利用ください。読書会に関する質問などを受け付けます(2021/7/27変更)。 Zoomアドレスはhttps://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/86915744712?pwd=MUMyeXVPUS9jUUVxY0pBczY3NXFydz09

2021/9/22(水) 18:00-19:00 8回目 : Zoom 読書会 : 堀田先生の「入門現代の量子力学」

This paper introduces a new method for solving protein folding problems using a new type of variational quantum computation. In this paper, we use the Count Value-at-Risk Variational Quantum Eigensolver (CVaR-VQE) method to calculate the optimal folding of angiotensin, a drug that can be represented as a chain of nine one-dimensional protein molecules. CVaR-VQE Specifically, CVaR-VQE is used to optimize the angle between each molecule in the angiotensin, while using a genetic algorithm to select the pair of angles with the lowest energy and output the next generation from them, and so on until the population distribution converges or the number of generation changes reaches the upper limit. The method for generating angle pairs is as follows. The method to generate angle pairs is Differential Evolution (DE) method. The method of generating angle pairs is the Differential Evolution (DE) method, which replicates the action of natural selection to select angle pairs in nature. As a result, although the number of individuals going to the ground state was too small for the circuit with 128 shots, for 1024 shots, 80% of the total number of individuals reached the ground state after 80 generations. In the same way, the probability of existence in the ground state increased as the number of generation changes increased. Although genetic algorithms are not necessary, the supplementary material also shows the results of optimization using other methods. The supplemental material also shows results using other methods of optimizing. Nevertheless, they have simplified the problem so that it can be solved on existing quantum computers, devised a new calculation method for it, and the results are good. I can&#39;t lose. <a href="https://www.nature.com/articles/s41534-021-00368-4" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Resource-efficient quantum algorithm for protein folding | npj Quantum Information (nature.com)</a>

Introduction of paper: Resource-efficient quantum algorithm for protein folding.

今回は新種の変分量子計算を利用したたんぱく質折り畳み問題を解く方法を紹介する論文です。この論文はアンジオテンシンという一次元の9つのタンパク質分子が連なった鎖として表せる薬剤における最適な折りたたみ方をCount Value-at-Risk Variational Quantum Eigensolver(CVaR-VQE)という方法を用いて計算するものです。 具体的にはCVaR-VQEを用いて、これはアンギオイテンシンにおけるそれぞれの分子間における角度を最適化しながら、遺伝アルゴリズムを用いてエネルギーが小さい角度の組を選んで、それらから次の世代を出力し、それを個体分布が収束するか世代交代数が上限に達するまで続けます。角度の組を生成する方法はDifferential Evolution(DE)法です。これは自然界における角度の組を選択する自然選択の作用を再現するものです。その結果、回路のショット数128では余り基底状態に行く個体は少なかったものの1024回の場合、80回の世代交代ののち、全個体数のうち8割が基底状態に達するという結果になりました。実機を用いて計算した結果も、同様に世代交代数を重ねることで基底状態における存在確率が上昇しました。 遺伝アルゴリズムが必要というわけではありませんが、補足資料にはほかの手法で最適化した結果も載っています。補足資料ではオプティマイザを他の方法にした結果も載っています。とはいえ、問題を既存の量子計算機で解けるように簡略化し、それに合わせた新しい計算方法を考案し、結果まで良好です。私も負けていられません。 <a href="https://www.nature.com/articles/s41534-021-00368-4" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Resource-efficient quantum algorithm for protein folding | npj Quantum Information (nature.com)</a>

論文紹介:変分量子計算を利用したたんぱく質折り畳み問題。

こんにちは、外向けの印象と中身がちがうことってありますよね。今回はIonQがSECに提出した最新のレポートから見えてくる現状と戦略を見てみたいと思います。レポートはこちらです。英語です。 <a href="https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/0001824920/000119312521271213/d204390d425.htm" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/0001824920/000119312521271213/d204390d425.htm</a> 基本的には上場申請時からレポートが大きく変更になっています。今回は注目したいのが、IonQは量子コンピュータハードウェアとしてaws/azure/gcpというクラウドサービスを網羅してハードウェアの提供をしている唯一の企業です。 レポート内では、アクセンチュアとの提携とソフトバンクとの提携にも触れられています。 ポイントは、 ・aws/azure/gcpを制覇・メジャーなSDKをサポートしている・大学などとも連携・アクセンチュアやソフトバンクと提携・2021年の売り上げ当初からの３倍予測。当初は５億。今は１５億。・マルチコア化、小型化、光技術による並列化 などです。ビジネス的要因と技術的要因がバランスよく混じっています。 特に注目をしたいのが、SDKサポートで。IonQといえばamazon braketでのawsのSDKが有力かと思われていましたが、ふたを開けてみるとGoogle CirqとIBM Qiskitが強力なツールとなっていました。 <img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2021/09/19/425.png"/>引用：レポートより Google GCPではすでにIonQが利用できるようになっており、Googleのソフトウェア開発キットであるCirqが実用的にようやく使える機会ということで、かなり貴重です。これまでCirqはシミュレーションしかできなかったので。また、IBMも自社マシンはありながらもIonQ対応せざるを得ないという事情があるのでしょうか。GoogleやIBMが自社の超伝導のマシンを保有しながらIonQという外部ベンダーに依存するというのがとても不思議に見えます。この結果はそのうち市場に数字となって表れるでしょう。IonQのハードウェア特化型でSDKを複数サポートするマルチプラットフォームの戦略はGoogle Cirqのダウンロード数が大きい割合を占めていることからも、複数クラウドへの搭載は成功しているという見方もできます。 技術的には今後マルチコア、マルチプロセッサの流れを汲んで、データセンター小型化が最優先となっており、アクセンチュアやソフトバンクを通じて販売をしていくという流れが見られます。 売上も順調に増えていますので、2024年の予想売上高が60億円となっておりさすがの規模と言えます。今後も量子コンピュータの市場規模はどんどん大きくなっていきそうです。収支が合うのかはまた別の問題となっているので、資本が大きいところでないとレースになかなか参加できないという状況にはなっています。以上です。

意外！？Google Cirqが大躍進！？IonQが21年9月に米国証券取引委員会に提出した最新レポートを読み解く。

ビジネス週刊誌みたいなタイトルで始まりました。量子コンピュータのビジネスってまだまだ広がっている途中ですが、米国を中心にとんでもない額の投資が進んでおり、産業化、ビジネス化がいままでとは比べ物にならない速度で進んでいます。 今回はイオントラップとシリコンの二種類の量子コンピュータのデータセンターをターゲットとした新しい量子コンピュータ競争が過熱し始めているという話題です。 国内はまだそんなに新型マシンの紹介は少ないですが、世界ではすごい速度で進んでおり、データセンター配備型が2023年に登場予定となっています。サイズは手に乗るくらいで、常温動作のものとなっていて、同じものの大きいものがすでにamazon aws/microsoft azure/google gcpで提供されています。 常温動作のマシンは、イオントラップ方式と呼ばれていて、アメリカのIonQとオーストリアのAQTが開発に成功しており動作していることがアナウンスされていますし、IonQは実際に私たちも利用することができます。 日本ではこのイオントラップ型の常温量子コンピュータの産業向けは開発されていないため、めったにニュースで取り上げられることはありません。日本として、この量子コンピュータのデータセンター配備の競争に勝つためにはどうすればよいのでしょうか。それは最近、日立製作所さんが出したニュースにヒントがあります。 世界ではこのイオントラップのデータセンター配備に対抗するマシンとしてシリコン型という新方式があります。シリコン型は以前から研究開発されていましたが、最近量子ビット数が増えてきてもつれがつくれるようになってきました。比較的安価に製造でき、量子ビットが数百万から億単位で集積化でき、既存半導体設備が使えるため量産化が比較的可能というメリットがあります。 世界でのシリコン型でデータセンターを狙うのは、アイルランドのequal1、オーストラリアのSQC、米国のインテルなどとなっています。 そして、量子コンピュータの高速性が発揮しきれなくても産業応用されるめどが立ってきたのが省消費電力性です。電子やイオンを単体で計算するため発熱が少なく、全体として消費電力を大幅に抑えるという目的が重視され始めてきていて、世界の消費電力の増大に対応する次世代マシンとしても注目が集まっています。実際にGoogle責任者のネブン氏やequal1などが消費電力に言及し始めており、IonQも消費電力への言及をしており、今後はこの流れが加速すると思われます。 ソフトウェア面においても大きな変化が見られます。これまでは高速アルゴリズムをベースとして、位相推定や振幅推定など高速性に注目が集まっていましたが、省消費電力性が期待されるとソフトウェアの発展も急激に広がります。そのため、これまで応用が考えられていなかったような分野においても量子コンピュータの応用が考えられるようになっており、実際に最近発表されたBCGのレポートは量子コンピュータの高速性の視点ではなく、産業界の需要の視点からソフトウェアの分類がされています。 このように今後2023-2024を一つの目途として全世界で量子コンピュータをめぐるビジネス化の動きが活発化していますので、注目したいところです。以上です。

2023年ターゲット！データセンター向け量子コンピュータをめぐる熱い戦いが始まった！

IonQは複数のブログで2023年に相互接続されるデータセンター配備型の超小型量子コンピュータの登場を予告しています。のこり２年ですね。こちらは、イオントラップ型のマシンで、常温で動くマシンとなっており、複数の量子コンピュータを光ファイバーなどで量子もつれを維持したまま接続できるようにもなっています。今回のマシンはデータセンターの内部で量子もつれを維持した形でネットワーク化されるかどうかは不明ですが、2025年までにはさらに強力なマシンを登場させるとのことです。 Scaling IonQ&#39;s Quantum Computers: The Roadmap<a href="https://ionq.com/posts/december-09-2020-scaling-quantum-computer-roadmap" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://ionq.com/posts/december-09-2020-scaling-quantum-computer-roadmap</a> Accenture and IonQ Collaborate to Accelerate Quantum Computing into the Enterprise.<a href="https://ionq.com/news/september-14-2021-ionq-accenture" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://ionq.com/news/september-14-2021-ionq-accenture</a> IonQはNY証券取引所に上場を通じて膨大なキャッシュを手に入れます。それによって量子コンピュータの開発は加速し、小型データセンター向けが加速するものと思われます。すでに50cm角の小型マシンを発表していますので、ロードマップは順調のようです。 量子コンピュータの産業化に向けて量産化も近いとみられます。2023年と2025年は要注目ですね！以上です。

2023年にIonQのデータセンター向けの小型量子コンピュータが登場予定

量子コンピュータのブログやチュートリアルを作って収益化したいですよね。学生さんや社会人の副業にピッタリの仕組みを部分的に10月から始めます。 具体的には、 １，量子コンピュータのブログを書く２，量子コンピュータのblueqatチュートリアルを書く を通じて、アクセス数と内容、実績、訪問者のクオリティに応じて単価が決まり、収益となります。本収益化プログラムに際しては当初はベータ運用となり、対象者は実績を考慮してこちらからお声がけをすることとなっています。 レートや支払い条件は個人によって異なります。参加したい方はぜひクオリティの高い記事を作ってチャレンジしてみてください。以上です。

量子コンピュータブログ・チュートリアル収益化プログラムを開始します

Bayesian quantum phase estimation.

ベイジアン量子位相推定。

17回目、嶋田善皓さんのhttps://www.ohmsha.co.jp/book/9784274226212/量子コンピューティング基本アルゴリズムから量子機械学習までを読んでいきます。地獄の(!?!?)量子化学パートが終わり、なじみやすい最適化に入ります。ほっとしますね。 今回も17:00-から部屋を開けてもくもく会やります。目的は、予習復習質問です。18:00-から通常です。 <ul><li>Zoomによる読書会です。19:00ちょっと前に終わることが多いです。</li><li>対象は量子コンピューティングや線形代数の知識がある程度あること、です。</li><li>想定予習時間は1-2時間です。</li><li>今回からの参加も大歓迎です。その場合は自己紹介、大学での専攻、声出し可能かなど教えていただければ幸いです。</li></ul> Slackはhttps://blueqat.slack.com/archives/C026XG2MPDZです。まずは、blueqat.slack.comにログインしてご利用ください。読書会に関する質問などを受け付けます(2021/7/27変更)。初回のblueqat.slack.comへのログインには招待コードが必要です。読書会の時にリクエストお願いします。 Zoomアドレスはhttps://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/85951825887?pwd=K0hIMnNUS09BbUtVUGdvanFTTmx3Zz09です。

2021/9/10 (金) 18:00-19:00 17回目 : Zoom 読書会 : 嶋田善皓さんの「量子コンピューティング基本アルゴリズムから量子機械学習まで」

blueqat built-in macros (draw and multi-controlled gate)

We are pleased to announce that we have updated our paper &#34;<a href="https://arxiv.org/abs/2105.01141" rel="noopener noreferrer" target="_blank">[2105.01141] Tangent Vector Variational Quantum Eigensolver: A Robust Variational Quantum Eigensolver against the inaccuracy of derivative (arxiv.org)</a>&#34;, which I co-authored with my colleague, has been updated. There are three updates as follows. 1, Fig. 1-3 have been updated. Fixed an error in the caption. 2, The relation between convergence to the exact solution of TVVQE and the tangent vector size is now shown in Figs. 4-6. I also added a discussion about them. 3, I included the details of each method in the comparison of various methods in Chapter 4 as an appendix.

Anouncement of update of our paper.

この度、バンドン工科大学のサクスモノ教授と共同執筆させて頂いた論文「<a href="https://arxiv.org/abs/2105.01141" rel="noopener noreferrer" target="_blank">[2105.01141] Tangent Vector Variational Quantum Eigensolver: A Robust Variational Quantum Eigensolver against the inaccuracy of derivative (arxiv.org)</a>」を更新しました。更新点は次の3つです。 1, Fig. 1-3を更新しました。キャプションのエラーを修正しました。 2, TVVQEの厳密解への収束と接ベクトルサイズの関係を図にしてFig.4-6としました。それらについての議論も追加しました。 3, Chapter 4における各種方法の比較におけるそれぞれの詳細を付録として載せました。

論文更新のお知らせ。

Paper Introduction: Statistical Quantum Phase Estimation.

論文紹介:統計的量子位相推定。

こんにちは。いよいよ世界は次世代型の量子コンピュータに集中し始めています。イオントラップ型とシリコン型の対決にも注目が集まりますね。今回はこれから流行る２種類の新型量子コンピュータについて触れたいと思います。 <h2>２種類のシリコン型量子コンピュータ</h2>量子コンピュータのこれからのトレンドはシリコン型です。これまでの超伝導やイオントラップのようなものに加えて、シリコンを使った量子コンピュータが２種類登場しています。一つがシリコン量子ビット型、もう一つがシリコンフォトニクス型です。 <h2>シリコン量子ビット</h2>シリコン量子ビットはシリコン半導体を利用し、電子を操作するものです。量子ドットと呼ばれ、電子をとらえてから磁場をかけて、計算できるようにしたうえで、マイクロ波などを使って操作をします。まだ実証実験段階ですが、最近量子コンピュータの流れを受けて急激に産業化が進んでいます。 計算原理には量子ゲート方式を利用します。これまでの超伝導量子ビットやイオントラップと同じ計算原理が利用できます。 <a href="https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2109/15/news059.html" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2109/15/news059.html</a> <h2>シリコンフォトニクス</h2>同じシリコンですが、こちらは光量子コンピュータがベースとなっています。光ファイバーを使って光子を利用した量子計算を行うものを、小さなシリコンナノフォトニクスのチップ上に実装をします。こちらはクラウド提供が始まるくらいにはなってきていて急激に開発が加速しています。 計算原理には量子ゲート方式なのですが、実は超伝導やシリコンとは異なる方式が採用されていて、上記の量子ビットのような離散値を扱うDVプログラミングと対応して、波の連続量を扱うCVプログラミングと呼ばれる方式を利用します。今後もしかしたら量子ビットのほうに寄せてくるかもしれませんが、今のところはCVが利用されるのが一般的です。 <a href="https://www.xanadu.ai/hardware" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://www.xanadu.ai/hardware</a><a href="https://psiquantum.com/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://psiquantum.com/</a> このように技術は日進月歩です。ソフトウェアを学びながら新型ハードにもどんどん対応していく必要がありますね！以上です。

これから流行る２種類のシリコン型量子コンピュータに備えろ！

7回目、堀田昌寛さんの https://www.kspub.co.jp/book/detail/5239230.html「入門 現代の量子力学 量子情報・量子測定を中心として」を読んでいきます。もう少しで3章ですね。今回はSU(2)の作用するベクトル空間を考えます。SU(2)は4次元空間の三次元の球面の一点と対応します。SU(2)の元は三次元空間のベクトルとも考えられ、Ｕ†(θ/2)ρＵ(θ/2)で3次元空間のベクトルの(たとえばz軸の)θ度回転を表現します; SO(3)におけるテンソルのような変換でベクトルの回転を表現できます。 では、SU(2)が作用するベクトル(2準位量子系、または1量子ビット)にはどんな意味付けができるでしょうか。残念ながら三次元ベクトルにSO(3)をかけて三次元ベクトルの回転に相当する変換にはならず、U(2π)|ψ&gt;=-|ψ&gt; のように二回回転させてはじめて一回転するというような変換になります。これはテンソル表現からみると納得はいきます。このようなベクトルはスピノールと呼びます。スピノールのUによる変換は、内積とともに双一次形式も不変(スカラー)です。 17:00-から部屋を開けてもくもく会やります。目的は、予習復習質問です。18:00-から通常です。 <ul><li>Zoomによる読書会です。19:00ちょっと前に終わることが多いです。</li><li>https://twitter.com/NakataMaho/status/1414056604840841217 の正式なアナウンスです</li><li>対象は量子コンピューティングや線形代数の知識がある程度あること、です。</li><li>想定予習時間は1-2時間です。</li></ul> Slackはhttps://blueqat.slack.com/archives/C026XG2MPDZです。まずは、blueqat.slack.comにログインしてご利用ください。読書会に関する質問などを受け付けます(2021/7/27変更)。 Zoomアドレスはhttps://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/j/81548760061?pwd=QTZPeEs4VVZhRjlVWjJCVFRJZVJUQT09

2021/9/15(水) 18:00-19:00 6回目 : Zoom 読書会 : 堀田先生の「入門現代の量子力学」

日立製作所が量子ドット型の半導体を利用した量子コンピュータを発表しました。量子ドットは半導体を利用した量子コンピュータで、電子を閉じ込めて量子ビットとして利用し計算をするものです。海外ではインテル社などが開発を行っている次世代型の量子コンピュータです。詳しくは下記から。 <a href="https://it.impress.co.jp/articles/-/22053" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://it.impress.co.jp/articles/-/22053</a>

日立製作所が新型の半導体量子ゲート量子コンピュータを発表。

In this article, we will simulate the time evolution of an integrable system, the XXZ system, using adiabatic quantum simulation. The probability of starting the time evolution from a certain state and coming back to it (initial state is observed) is called the Loschmidt echo. This probability can be derived by hand calculation, but it is faster to use a quantum computer to solve it, since it can also calculate the existence probabilities of other states. The Hamiltonian is ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>H</mi><mo>=</mo><msub><mo>∑</mo><mi>j</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><msubsup><mi>S</mi><mi>j</mi><mi>x</mi></msubsup><msubsup><mi>S</mi><mrow><mi>j</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>x</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>S</mi><mi>j</mi><mi>y</mi></msubsup><msubsup><mi>S</mi><mrow><mi>j</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>y</mi></msubsup><mo>+</mo><mi mathvariant="normal">Δ</mi><msubsup><mi>S</mi><mi>j</mi><mi>z</mi></msubsup><msubsup><mi>S</mi><mrow><mi>j</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>z</mi></msubsup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">H=\sum_{j}(S_j^xS_{j+1}^x+S_j^yS_{j+1}^y+\Delta S_{j}^zS_{j+1}^z)</annotation></semantics></math>H=∑j​(Sjx​Sj+1x​+Sjy​Sj+1y​+ΔSjz​Sj+1z​)﻿ , and the periodic boundary condition is applied. In this case, we will set N=4. The time range to be sampled was calculated as ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mn>4</mn><mi mathvariant="normal">ℏ</mi><mo>∗</mo><mn>2</mn></mrow><annotation encoding="application/x-tex">4\hbar*2</annotation></semantics></math>4ℏ∗2﻿ in increments of 600.As a result, as shown in Fig. 1, the initial state ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>1010</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 1010 \rangle</annotation></semantics></math>∣1010⟩﻿ , the initial state ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>0101</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 0101 \rangle</annotation></semantics></math>∣0101⟩﻿ , and the state ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>1100</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 1100 \rangle</annotation></semantics></math>∣1100⟩﻿ changed at different periods as shown in Fig. 1 for Δ=2.Among them, the state ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>1010</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 1010\rangle</annotation></semantics></math>∣1010⟩﻿ and ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>0101</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 0101\rangle</annotation></semantics></math>∣0101⟩﻿ became a composite wave with smaller waves and changed periodically like a Rabi oscillation. However, as shown in Figure 2, when Δ=0, the probability of existence in state ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>0000</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 0000\rangle</annotation></semantics></math>∣0000⟩﻿ increases monotonically, and eventually only this state is found, although there is a periodic change. The difference between an integrable system and a non-integrable system can be seen in the existence probability. Therefore, we may eventually find a new integrable system on a quantum computer.<img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:62eba507-efdc-48b7-85a9-2f09d417847c/2021/09/14/blogxxzv1.png"/>Fig. 1 Existence probability of each state at Δ=2 for time t/T.<img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:62eba507-efdc-48b7-85a9-2f09d417847c/2021/09/14/blogxxzv2.png"/>Fig. 2 Time evolution at Δ=1 for time t/T.

Simulation of time evolution in an integrable system, XXZ model.

今回は可積分系であるXXZ系における時間発展を断熱量子シミュレーションでシミュレーションします。ある状態から時間発展を始めてそこに戻ってくる(初期状態が観測される)確率をロシュミットエコーと言います。この確率は手計算でも導出可能[1]ですが、量子計算機で解く方が早く、ほかの状態における存在確率も計算できるためそちらで計算します。そのハミルトニアンは ﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>H</mi><mo>=</mo><msub><mo>∑</mo><mi>j</mi></msub><mo stretchy="false">(</mo><msubsup><mi>S</mi><mi>j</mi><mi>x</mi></msubsup><msubsup><mi>S</mi><mrow><mi>j</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>x</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>S</mi><mi>j</mi><mi>y</mi></msubsup><msubsup><mi>S</mi><mrow><mi>j</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>y</mi></msubsup><mo>+</mo><mi mathvariant="normal">Δ</mi><msubsup><mi>S</mi><mi>j</mi><mi>z</mi></msubsup><msubsup><mi>S</mi><mrow><mi>j</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>z</mi></msubsup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">H=\sum_{j}(S_j^xS_{j+1}^x+S_j^yS_{j+1}^y+\Delta S_{j}^zS_{j+1}^z)</annotation></semantics></math>H=∑j​(Sjx​Sj+1x​+Sjy​Sj+1y​+ΔSjz​Sj+1z​)﻿ となり、周期境界条件が適用されます。今回はN=4とします。サンプリングする時間範囲は﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mn>4</mn><mi mathvariant="normal">ℏ</mi><mo>∗</mo><mn>2</mn></mrow><annotation encoding="application/x-tex">4\hbar*2</annotation></semantics></math>4ℏ∗2﻿ として600刻みで計算しました。その結果、図1に示しますように、Δ=2の場合は初期状態とした﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>1010</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 1010 \rangle</annotation></semantics></math>∣1010⟩﻿ ,初期状態では存在確率0とした﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>0101</mn><mo stretchy="false">⟩</mo><mo separator="true">,</mo><mo>∣</mo><mn>1100</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 0101 \rangle, \mid 1100 \rangle</annotation></semantics></math>∣0101⟩,∣1100⟩﻿ がそれぞれの周期で変化しました。中でも、状態﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>1010</mn><mo stretchy="false">⟩</mo><mo separator="true">,</mo><mo>∣</mo><mn>0101</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 1010 \rangle,\mid 0101 \rangle</annotation></semantics></math>∣1010⟩,∣0101⟩﻿ は小さい波との合成波となってかわるがわるラビ振動のように周期変化します。しかし、図2のようにΔ=0の場合には、周期変化はあるものの状態﻿<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mo>∣</mo><mn>0000</mn><mo stretchy="false">⟩</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">\mid 0000 \rangle</annotation></semantics></math>∣0000⟩﻿ における存在確率が単調増大し、最終的にはこの状態のみになります。 可積分系とそうでない系の違いは存在確率にも出ます。なので、いずれは量子計算機で新たな可積分系が見つかるかもしれません。<img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:62eba507-efdc-48b7-85a9-2f09d417847c/2021/09/14/blogxxzv1.png"/>図1 時間t/Tに対する各状態のΔ=2における存在確率。<img src="https://blueqat.com/public/uploads/us-east-2:62eba507-efdc-48b7-85a9-2f09d417847c/2021/09/14/blogxxzv2.png"/>図2 時間t/Tに対するΔ=1における時間発展。 [1] https://www.math.sci.hokudai.ac.jp/~wakate/mcyr/2018/pdf/00100_sato_jun.pdf

可積分系,XXZモデルにおける時間発展シミュレーション。

とにかくよく質問されるので、整理します。 前提汎用型量子コンピュータと呼ばれるものと量子ゲートマシンは基本的に同じものです。量子マシンの中でも特殊なのは、D-WaveやNECさんの開発している量子アニーリングマシンとNTTさんが開発しているコヒーレントイジングマシンです。コヒーレントイジングマシンの計算原理は量子アニーリングとは異なるものなので分けて分類しています。 既存コンピュータのCPU/GPU/FPGA/ASICなどを活用した量子着想マシンはアルゴリズムで既存コンピュータを量子アニーリングマシンに近づけています。 光量子ゲートはその他の方式と計算原理は異なるのですが、将来的な動向を考慮して量子ゲートに分類でよいと思います。 量子ゲート（20社掲載）IBM（超伝導量子ゲート、米国）Google（超伝導量子ゲート、米国）Rigetti（超伝導量子ゲート、米国）QCI（超伝導量子ゲート、米国）Alibaba（超伝導量子ゲート、中国）本源量子（超伝導量子ゲート、中国）富士通（超伝導量子ゲート、日本）IonQ（イオントラップ、米国）Cambridge Quantum + Honeywell（イオントラップ、英国・米国）AQT（イオントラップ、オーストリア）Pasqal（冷却原子、フランス）Atom Computing（冷却原子、米国）ColdQuanta（冷却原子、米国）Silicon Quantum Computing（シリコン量子ゲート、オーストラリア）Intel（シリコン量子ゲート、米国）日立（シリコン量子ゲート、日本）equal1（電荷型シリコン量子ゲート？、アイルランド）Xanadu（光量子ゲート、カナダ）PsiQuantum（光量子ゲート、米国）NTT（光量子ゲート、日本） 量子アニーリング（2社掲載）D-Wave（超伝導量子アニーリング、カナダ）NEC（超伝導量子アニーリング、日本） コヒーレントイジングマシン（1社掲載）NTT（コヒーレントイジングマシン、日本） 量子着想マシン（7社掲載）富士通（デジタルアニーラ、日本）日立（CMOSアニーリング、日本）東芝（SBM、日本）NEC（ベクトルアニーリング、日本）マイクロソフト（QIO、米国）D-CLUE/エレコムグループ（量子FPGA、日本）Fixters（Amplify Annealing Engine、日本） 不足や間違いありましたらご指摘ください。

国内外のニュースに出る量子マシンの分類、再確認

I am pleased to announce that we have published a paper with Dr. Tomono. The title is &#34;Genetic-Multi-initial Generalized VQE: Advanced VQE method using Genetic Algorithms then Local Search&#34;. This is a summary of the computational results of Generalized-Multi-Initial Generalized VQE (GMIG-VQE) presented at IOP Quantum 2020. This paper compares the results of four different classical optimization methods for GMIG-VQE: Powell, BFGS, Nelder-Mead, and Newton methods on molecular hydrogen. GMIG-VQE uses Genetic Algorithm then Local Search (GA then LS) as a classical optimization method. GMIG-VQE uses Genetic Algorithm then Local Search (GA then LS) as the classical optimization method, which is a real-valued genetic algorithm that searches for global minima of parameters as individuals, and finally multiplies some of the individuals with the lowest energy by the classical optimization method (LS) to find the optimal solution. As a result, it was confirmed that GMIG-VQE, which uses the Newton method as an optimization method, can calculate the excited states with the highest accuracy. This method is expected to be further accelerated and improved in accuracy by speeding up the genetic algorithm part. https://arxiv.org/abs/2109.02009

We are pleased to announce the publication of our paper "Genetic-Multi-initial Generalized VQE: Advanced VQE method using Genetic Algorithms then Local Search".

この度、TOPPAN INC.の友野　孝夫氏と共同で論文を出版しました。タイトルは「Genetic-Multi-initial Generalized VQE: Advanced VQE method using Genetic Algorithms then Local Search」です。これは2020年に行われたIOP Quantum 2020で発表したGeneralized-Multi-Initial Generalized VQE(GMIG-VQE)の計算結果をまとめたものです。この論文はGMIG-VQEにおける古典的最適化手法をPowell,BFGS,Nelder-Mead,Newton法の4つにしてそれぞれの結果を水素分子において比較するというものです。GMIG-VQEは、古典最適化手法としてGenetic Algorithm then Local Search(GA then LS)を用いるものです。これは実数値遺伝アルゴリズムでパラメーターを個体として大域的極小値を探し、最後に最もエネルギーの小さい個体のうちいくつかを古典最適化手法(LS)に掛け最適解を探すものです。その結果、最適化手法としてNewton法を用いたGMIG-VQEが最も高精度で励起状態の計算が可能であることが確認されました。この方法は遺伝アルゴリズムの部分を速くすることで更なる高速化と、精度の改善が見込まれます。 <a href="https://arxiv.org/abs/2109.02009" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://arxiv.org/abs/2109.02009</a>