準結晶と量子計算の融合による物質科学の新展開
本研究では、周期性をもたないにもかかわらず長距離秩序をもつ「準結晶」に注目し、量子多体系における新奇な物性の理論的解明と、量子アルゴリズムによる効率的な解析手法の開発を融合的に進めています。特に、準周期構造がもたらす電子相関や超伝導の特性を解明する一方で、フェルミオン系の効率的な状態推定法の確立を目指し、量子情報科学との架橋を図ります。これにより、準結晶の特異な性質を活かした量子新機能の創出に挑戦しています。
特色 FEATURE
フェルミオン影像法による状態推定手法の開発
量子誤り訂正符号への物性研究応用の可能性
量子情報と物性物理の融合研究
成果 RESULTS
研究成果
物性物理と量子状態推定の融合
準結晶における電子相関と超伝導特性の理論的研究を進めるとともに、フェルミオン多体系の量子状態を効率的に推定するための新しい手法を構築しました。特に、フェルミオン影像法に基づくk-RDM推定アルゴリズムを開発し、実機量子デバイスでも動作可能な形で実装も行なっています。これにより、準周期構造における物性情報を量子計算資源上で取得する道筋が拓かれました。物性物理の視点から導かれた観測量を、量子情報科学の技術で読み出すという新しいアプローチが、量子多体系の理解に向けた融合的研究として成果を挙げています。
今後の発展
準結晶による量子情報技術の創出
今後は、準周期構造が持つ非自明な対称性と長距離秩序を活かし、量子誤り訂正や量子多体系の新機能開拓へと研究を展開していきます。とくに、準周期構造に特有のトポロジカルな特性や、波動関数の空間構造の制御性に注目し、新たな量子情報処理基盤の構築を目指します。また、量子アルゴリズムの改良を通じて、より大規模な準周期系の物性計算を現実的なスケールで実現するための理論的・数値的基盤の整備を進めていきます。
