量子コンピューティングセンター

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

センターは IBM が開発した量子コンピュータ実機 IBM Q を利用できる環境 IBM Q Hub を内包している。2023年度は、この IBM Q Hub と協働しながら、以下の研究を実施し、成果を挙げた。

1. 量子古典ハイブリッドモンテカルロアルゴリズムの開発。量子振幅推定アルゴリズムにおいて、量子加速を引き起こすリソースである振幅増幅サブルーチンのスケジューリング設計法を開発した。
   また、実数古典データの近似エンコードアルゴリズムを、複素数データを扱えるように拡張した。手法を量子データ分類機に適用し、改竄データ検出問題に応用した。
2. 化学反応計算のための量子アルゴリズムの開発。状態空間の複素数領域を効率的に活用する量子ゲート逐次最適化法を開発した。手法を材料探索問題に適用し、その性能を評価した。化学の分子最適置換問題を念頭に、組み合わせ最適化問題に特化した変分量子アルゴリズムを開発した。ゲート逐次更新型の変分量子アルゴリズムについて、パラメータ更新則を効率化するための測定最適化手法を開発した。
3. 量子機械学習器の開発と実機評価。データの生成モデルを取り込むことができる量子カーネル法を開発した。パラメータ過剰の量子機械学習器に関する性能解析を、neural tangent kernelを調べることで実施した。量子回路を連続測定するスキームを利用した量子リザバーコンピュータを開発した。手法を時系列予測問題に適用した。
4. 量子コンピュータインターフェイスの開発。大規模なグラフ状態をベースとした誤り耐性量子コンピュータのための量子コンパイラの開発を行なった。一般化量子部分空間展開法を応用し、ハードウェアの持つ制御誤差を実効的に増幅した上で抑制する手法を提案した。量子デバッガが有用なユースケースとアルゴリズムを見出した。

■公刊論文数（件数と主たる公刊誌名）、学会発表件数（国内・国際）、イベントなど社会貢献の実績（年月日、場所）

公刊論文数14件（詳細は以下に記載）　学会発表30件

1. H. Kawaguchi, Application of quantum computing to a linear non-Gaussian acyclic model for novel medical knowledge discovery, in PLoS ONE 18(4): e0283933, April 5, 2023 （査読あり）
2. A. Sone, N. Yamamoto, T. Holdsworth, and P. Narang, Integrated fluctuation theorems for generic quantum state and quantum channel, Phys Rev Research 5, 023039, April 19, 2023 （査読あり）
3. T. Kubota, Y. Suzuki, S. Kobayashi, Q. H. Tran, N. Yamamoto, K. Nakajima, Temporal information processing induced by quantum noise, Phys Rev Research 5, 023057, 25 April 2023 （査読あり）
4. Q. Gao, G. O. Jones , T. Kobayashi, M. Sugawara, H. Yamashita, H. Kawaguchi, S. Tanaka, and N. Yamamoto, Quantum-Classical Computational Molecular Design of Deuterated High-Efficiency OLED Emitters, Intelligent Computing SPJ, Vol 2, Article ID: 0037, 17 May 2023 （査読あり）
5. K. Miyamoto, N. Yamamoto, and Y. Sakakibara, Quantum algorithm for position weight matrix matching, IEEE Trans. Quantum Engineering, 4, 3101214 (2023), 10 July 2023（査読あり）
6. H. C. Watanabe, R. Raymond, Y. -Y. Ohnishi, E. Kaminishi and M. Sugawara, ""Optimizing Parameterized Quantum Circuits With Free-Axis Single-Qubit Gates,"" in IEEE Transactions on Quantum Engineering, vol. 4, pp. 1-16, 2023, Art no. 3101016, doi: 10.1109/TQE.2023.3286411, June 15, 2023 （査読あり）
7. R. Nagai, S. Kanno, Y. Sato, N. Yamamoto, Quantum channel decomposition with preselection and post selection, Phys. Rev. A108, 022615, 28 August 2023（査読あり）
8. Y. Sato, H. C. Watanabe, R. Raymond, R. Kondo, K. Wada, K. Endo, M. Sugawara, N. Yamamoto, Variational quantum algorithm for generalized eigenvalue problems and its application to the finite-element method, Phys. Rev. A108, 022429, 28 August 2023（査読あり）
9. N. Baskaran, A. S. Rawat, A. Jayashankar, D. Chakravarti, K. Sugisaki, S. Roy, S. B. Mandal, D. Mukherjee, V. S. Prasannaa, "Apapting the Harrow-Hassidim-Lloyd algorithm to quantum many-body theory", Phys. Rev. Res., accepted. (arXiv:2212.14781), September 5, 2023 （査読あり）
10. K. Sugisaki, V. S. Prasannaa, S. Ohshima, T. Katagiri, Y. Mochizuki, B. K. Sahoo, B. P. Das, "Bayesian phase difference estimation algorithm for direct calculation of fine structure splitting: accelerated simulation of relativistic and quantum many-body effects", Elec. Struct., accepted. (arXiv:2212.02058), September 8, 2023 （査読あり）
11. H. Yano and N. Yamamoto, Quantum information criteria for model selection in quantum state estimation, J. Physics A: Math and Theoretical, 56, 405301, September 15, 2023（査読あり）
12. K. Sugisaki, Projective measurement-based quantum phase difference estimation for the direct computation of eigenenergy differences on a quantum computer, J. Chem. Theory Comput. 19, 7617-7625, October 24, 2023 （査読あり）
13. N. Baskaran, A. S. Rawat, A. Jayashankar, D. Chakravarti, K. Sugisaki, S. Roy, S. B. Mandal, D. Mukherjee, V. S. Prasannaa, Apapting the Harrow-Hassidim-Lloyd algorithm to quantum many-body theory, Phys. Rev. Res. 5, 043113, November 3, 2023 （査読あり）
14. K. Endo, Y. Sato, R. Raymond, K. Wada, N. Yamamoto, and H. C. Watanabe, Optimal parameter configurations for sequential optimization of variational quantum eigensolver, Phys. Rev. Research 5, 043136, November 9, 2023 （査読あり）

■センター活動を通じて特に成果を挙げた事柄

2023年8月24日・25日に延世大学（韓国）、国立台湾大学（台湾）、慶應義塾大学（日本）、3大学共同で量子コンピューティング・シンポジウムを延世大学（ソウル）で開催し、これまでの活動の成果を発表した。

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

センターは IBM が開発した量子コンピュータ実機 IBM Q を利用できる環境 IBM Q Hub を内包している。2022年度は、この IBM Q Hub と協働しながら、以下の研究を実施し、成果を挙げた。

1. 量子古典ハイブリッドモンテカルロアルゴリズムの開発。ノイズ環境下の並列型量子振幅推定アルゴリズムについて、推定精度を向上させる統計手法の改良を行った。また、物理量の平均値を計算する量子加速付きアルゴリズムについて、それを実行する量子回路を最適並列分割する手法を開発した。さらに、金融における不正取引を検知する量子アルゴリズムを開発した。
2. 化学反応計算のための量子アルゴリズムの開発。化学反応計算のための新規変分型アルゴリズムを開発した。とくに、手法を励起状態計算に応用した。
3. 量子機械学習器の開発。古典機械学習において有用性が知られているフィッシャーカーネルの量子版を開発した。また、古典統計理論を用いて、データを説明する適切な量子モデルの選択法を開発した。また、量子機械学習における過学習問題を明示的に指摘し、この問題を回避するためのプロトコル"entanglement dropout"を開発した。効果を数値シミュレーションにより確認した。さらに、自然ノイズを利用する量子リザバーの計算能力を「時間情報処理キャパシティ」を用いて評価するための計算プラットフォームを開発した。
4. 量子コンピュータインターフェイスの開発。量子プログラミング専用の量子デバッガを開発した。また、新規量子ウォーク型探索手法を開発した。また、パルス設計法のひとつであるGRAPEを利用し、量子アルゴリズムに含まれる基幹ゲートの短時間物理実装を実現するためのプロトコルを開発した。

公刊論文数 12件（以下に記載）、学会発表件数 29件

1. Y. Ohkura, T. Satoh and R. Van Meter, Simultaneous Execution of Quantum Circuits on Current and Near-Future NISQ Systems, in IEEE Transactions on Quantum Engineering, vol. 3, pp. 1-10 (2022), 5 April 2022 （査読あり）
2. T. Satoh, S. Ohmura, M. Sugawara, and N. Yamamoto, Pulse-engineered Control-V gate and its applications on superconducting quantum device, IEEE Trans. Quantum Engineering, 3, 3101610 (2022), 25 April 2022 （査読あり）
3. S. Ashhab, F. Yoshihara, T. Fuse, N. Yamamoto, A. Lupascu, and K. Semba, Speed limits for quantum gates with weakly anharmonic qubits, Phys. Rev. A, 105, 042614 (2022), 25 April 2022 （査読あり）
4. K. Nakaji, S. Uno, Y. Suzuki, R. Raymond, T. Onodera, T. Tanaka, H. Tezuka, N. Mitsuda, and N. Yamamoto, Approximate amplitude encoding in shallow parameterized quantum circuits and its application to financial market indicator, Phys. Rev. Research, 4, 023136 (2022), 20 May 2022 （査読あり）
5. K. Wada, R. Raymond, Y Ohnishi, E. Kaminishi, N. Yamamoto, H. C. Watanabe, Simulating time evolution with fully optimized single-qubit gates on parameterized quantum circuits, Physical Review A, 105, 062421, 13 June 2022（査読あり）
6. Yoshinori Aono, Sitong Liu, Tomoki Tanaka, Shumpei Uno, Rodney Van Meter, Naoyuki Shinohara, Ryo Nojima, The Present and Future of Discrete Logarithm Problems on Noisy Quantum Computers, IEEE Transactions on Quantum Engineering, vol. 3, pp. 1-21, 2022, Art no. 3102021, 16 July 2022（査読あり）
7. Bo Yang, Rudy Raymond, and Shumpei Uno, Efficient quantum readout-error mitigation for sparse measurement outcomes of near-term quantum devices, Physical Review A 106, 012423, 18 July 2022（査読あり）
8. S. Ashhab, N. Yamamoto, F. Yoshihara, and K. Semba, Numerical analysis of quantum circuits for state preparation and unitary operator synthesis, Phys. Rev. A 106, 022426, 23 August 2022（査読あり）
9. Kaito Kishi, Takahiko Satoh, Rudy Raymond, Naoki Yamamoto, Yasubumi Sakakibara, Graph kernels encoding features of all subgraphs by quantum superposition, EEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems, 2022, 30 August 2022（査読あり）
10. M. Kobayashi, K. Nakaji, and N. Yamamoto, Overfitting in quantum machine learning and entangling dropout, Quantum Machine Intelligence 4, 30, 29 November 29 2022（査読あり）
11. Tatsuhiko Koike, Quantum brachistochrone, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 26 December 2022（査読あり）
12. Shigeki Gocho, Hajime Nakamura, Shu Kanno, Qi Gao, Takao Kobayashi, Taichi Inagaki, Miho Hatanaka, Excited state calculations using variational quantum eigensolver with spin-restricted ansätze and automatically-adjusted constraints, npj Computational Materials, 21 January 2023（査読あり）

2022年5月23日（月）、小林鷹之内閣府特命担当大臣（科学技術政策担当）が矢上キャンパスの当センターを訪れ、当センターでの活動の紹介をした。

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

センターは IBM が開発した量子コンピュータ実機 IBM Q を利用できる環境 IBM Q Hub を内包している。2021年度は、この IBM Q Hub と協働しながら、以下の研究を実施し、成果を挙げた。

1. 新規モンテカルロアルゴリズムの開発と実機評価：前年度に開発した振幅推定アルゴリズムを実機検証し、ノイズ存在下の振幅推定精度を評価した。とくに、ノイズ部分の推定を必要としない、従って全推定プロセスの計算量が大幅に節約された新規推定アルゴリズムを開発した。また、データを効率的に量子状態に埋め込む新しいアルゴリズムを開発し、株価時系列データ解析へ応用した。
2. 化学反応計算のための変分型量子アルゴリズムの開発と実機評価：有機LEDは分子配置をうまくデザインすると発光効率が改善する。この分子配置問題を解くための2分探索型変分量子アルゴリズムを新規開発し、実問題に適用・精度を実機評価した。また、変分量子アルゴリズムは一般に量子回路の構造を事前に決める必要があるが、このプロセスも最適化する新規アルゴリズムを開発した。
3. 量子機械学習器の開発と実機評価：量子回路と古典ニューラルネットワークを結合した新しいタイプの量子機械学習器を提案し、その数理構造を解析した。とくに、このシステムではニューラルタンジェントカーネルなる機械学習器の性能を予測する量を陽に計算・評価することができ、これが実際にデータ分類性能と整合することを確認した。
4. 量子コンピュータインターフェイスの開発：実デバイス上の量子ビット間接続の制約を組み込んだ上で、最適ゲート設計が可能な手法を開発した。これにより、ゲート設計の自動化や自由度の向上が見込める。また、パルス設計によりゲートの高性能化を実現する手法を拡張し、これまでは困難であった任意の２量子ゲートの実装が可能となった。

公刊論文数10件（以下に記載）、学会等での発表件数 24件

1. K. Nakaji and N. Yamamoto, Expressibility of the alternating layered ansatz for quantum computation, Quantum 5, 434 (2021), 19 April 2021
2. Yutaka Shikano, Hiroshi C Watanabe, Ken M Nakanishi, Yu-ya Ohnishi, Post-Hartree-Fock method in Quantum Chemistry for Quantum Computer, The European Physical Journal, 26 April 2021
3. HC Watanabe, R Raymond, Y Ohnishi, E Kaminishi, M Sugawara, Optimizing Parameterized Quantum Circuits with Free-Axis Selection, arXiv:2104.14875, 30 April 2021
4. Qi Gao, Gavin O. Jones, Mario Motta, Michihiko Sugawara, Hiroshi C. Watanabe, Takao Kobayashi, Eriko Watanabe, Yu-ya Ohnishi, Hajime Nakamura, Naoki Yamamoto, Applications of Quantum Computing for Investigations of Electronic Transitions in Phenylsulfonyl-carbazole TADF Emitters, npj Computational Matrial, 20 May 2021
5. Takahiko Satoh, Shota Nagayama, Shigeya Suzuki, Takaaki Matsuo, Michal Hajdušek, Rodney Van Meter, Attacking the quantum Internet, IEEE Transactions on Quantum Engineering 2, 1-17, 7 July 2021
6. S. Uno, Y. Suzuki, K. Hisanaga, R. Raymond, T. Tanaka, T. Onodera, and N. Yamamoto, Modified Grover operator for amplitude estimation, New Journal of Physics 23, 083031 (2021), 19 August 2021
7. T. Tanaka, Y. Suzuki, S. Uno, R. Raymond, T. Onodera, and N. Yamamoto, Amplitude estimation via maximum likelihood on noisy quantum computer, Quantum Inf Process 20, 293 (2021), 4 September 2021
8. H. Yano, Y. Suzuki, K. M. Itoh, R. Raymond, and N. Yamamoto, Efficient discrete feature encoding for variational quantum classifier, IEEE Trans. Quantum Engineering, 2, 1/14 (2021), 10 August 2021
9. K. Nakaji and N. Yamamoto, Quantum semi-supervised generative adversarial network for enhanced data classification, Scientific Reports 11, 19649 (2021), 4 October 2021
10. 山本 直樹, レイモンド ルディー, Data Loading, Circuit Optimization and Measurement in Quantum Machine Learning, 電子情報通信学会誌, 104, 11, 1189/1195 (2021), 1 November 2021

IBM主催のバーチャル量子プログラミングコンテスト"Quantum Challenge"にて本センター所属の学生が優勝をした。

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

センターは IBM が開発した量子コンピュータ実機 IBM Q を利用できる環境 IBM Q Hub を内包している。2020年度は、この IBM Q Hub と協働しながら、以下の研究を実施し、成果を挙げた。
1) 新規モンテカルロアルゴリズムの開発と実機評価：前年度に開発した振幅推定アルゴリズムを実機検証し、ノイズ存在下の振幅推定精度を評価した。また、手法はいわゆるグローバー演算という量子操作を基本としているが、この部分を修正することで推定精度が向上することを示した。
2) 化学反応計算のための変分型量子アルゴリズムの開発と実機評価：有機LED材料として産業的に重要な熱励起遅延蛍光(TADF)材料に対して、VQEアルゴリズムを適用し、実機で性能評価を行った。これらの手法では基底状態を算出しそれを参照しながら励起エネルギーを計算するため、基底状態計算の精度向上が重要となる。そこでエラーミティゲーションと状態トモグラフィを用いて基底状態計算におけるノイズを極力取り除き、精度を向上できることを示した。
3) 量子機械学習器の開発と実機評価：離散データを量子計算機に埋め込む、量子ランダムアクセスコードに基づく新しい方法を開発した。これを実機で動作させ、心臓疾患データなどを分類する実証実験を行った。また、量子回路の表現能力を評価し、量子回路選択の指針を与える基盤を構築した。また、半教師付き敵対的生成ネットワーク(SGAN)の量子版を考案した。これは量子計算機を用いて古典分類器を鍛えるというNISQ向きスキームであり、ある分類問題で古典ニューラルネットと同等の分類性能を達成した。
4) 量子コンピュータインターフェイスの開発：単一量子プロセッサ上で複数の量子回路を並列実行するコンパイラを開発した。これにより量子プロセッサ使用時間あたりの処理能力が向上した。また量子ビット間のクロストークを解析し、並列実行する回路の組み合わせ・密度を最適化することでIBM Q提供のコンパイラよりも高精度な計算結果が得られた。

公刊論文数9件（以下に記載）、学会発表件数26件

1. Yutaka Shikano, Kentaro Tamura, and Rudy Raymond, Detecting Temporal Correlation via Quantum Random Number Generation, Proceedings 9th International Conference on Quantum Simulation and Quantum Walks (QSQW 2020), http://dx.doi.org/10.4204/EPTCS.315.2（査読あり）
2. Hiroaki Wakamura and Tatsuhiko Koike, A general formulation of time-optimal quantum control and optimality of singular protocols, New Journal of Physics, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ab8ab3（査読あり）
3. Poramet Pathumsoot, Takaaki Matsuo, Takahiko Satoh, Michal Hajdušek, Sujin Suwanna, and Rodney Van Meter, Modeling of measurement-based quantum network coding on a superconducting quantum processor, APS PHYSICAL REVIEW A 101, 052301, https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.101.052301（査読あり）
4. Shin Nishio , Yulu Pan, Takahiko Satoh, Hideharu Amano, Rodney Van Meter Extracting Success from IBM's 20-Qubit Machines Using Error-Aware Compilation ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems Vol. 16, No. 32 https://dl.acm.org/doi/10.1145/3386162（査読あり）
5. H. Yano, Y. Suzuki, R. Raymond, and N. Yamamoto, Efficient discrete feature encoding for variational quantum classifier, to appear in Proceedings of IEEE International Conference on Quantum Computing（査読あり）
6. J. Chen, H. I. Nurdin, and N. Yamamoto, Temporal information processing on noisy quantum computers, Phys. Rev. Applied 14, 024065 (2020)（査読あり）
7. Y. Suzuki, H. Yano, Q. Gao, S. Uno, T. Tanaka, M. Akiyama, and N. Yamamoto, Analysis and synthesis of feature map for kernel-based quantum classifier, Quantum Machine Intelligence, 2, 1-9 (2020)（査読あり）
8. Takahiko Satoh, Yasuhiro Ohkura, Rodney Van Meter, Subdivided Phase Oracle for NISQ Search Algorithms, IEEE Transactions on Quantum Engineering（査読あり）
9. K. Endo, T. Nakamura, K. Fujii, and N. Yamamoto, Quantum self-learning Monte Carlo and quantum-inspired Fourier transform sampler, Phys. Rev. Research 2, 043442 (2020)（査読あり）

今年度もIBMと共催でバーチャル量子プログラミングコンテスト ''Quantum Challenge''　を開催した。

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

センターは IBM が開発した量子コンピュータ実機 IBM Q を利用できる環境 IBM Q Hub を内包している。2019年度は、この IBM Q Hub と協働しながら、以下の研究を実施し、成果を挙げた。

1. 新規モンテカルロアルゴリズムの開発と実機評価：モンテカルロ計算は、材料科学・金融工学など多くの産業課題で要求されるプロセスである。量子計算でこのプロセスを高速化することを目指す。2019年度は、新規の量子振幅推定アルゴリズム(モンテカルロアルゴリズムを含む)として、異なる演算回数のグローバーアルゴリズムを並列に実行し、得られた実行結果を統計処理することで推定を行う手法を開発した。この手法は従来法と異なり量子演算を多用しないため、NISQに向いている。また、このアルゴリズムをノイズがある環境で解析し、実際にIBM Qを用いて実機での性能評価を行った。統計解析の結果、ノイズを考慮した理論モデルと実験結果が整合することが確認された。
2. 化学反応計算のための変分型量子アルゴリズムの開発と実機評価：ハミルトニアンの基底状態を求める量子アルゴリズムVariational Quantum Eigensolver (VQE)を改良し、有用な化学反応の量子計算環境の構築を目指す。2019年度は、リチウム空気電池の反応解析を、量子計算機を用いて行なった。とくにVQEによる反応エネルギーの再現性を確認するともにNISQの性能を引き出すために次が重要であることが見出された：計算コストと計算精度のバランスを両立する活性空間の選定、実量子計算機の正確な較正に基づくエラーミティゲーション、エネルギープロファイルの解析と局所安定構造の回避、適切なエンタングラーと最適化手法の組み合わせの評価と選定。一方、VQEの最適化更新則に含まれる問題(プラトー問題)を解決し得る、「自然勾配法」に基づく新しい最適化アルゴリズムを考案した。
3. 量子機械学習器の開発と実機評価：パターン分類器や時系列解析器といった機械学習アルゴリズムを、量子計算機によって高速化することを目指す。2019年度は、データを量子状態に写像する関数の設計指針獲得を目指し、2量子ビットの量子パターン分類機を対象に、量子状態に埋め込まれたデータを可視化する方法を開発した。これにより、分類器性能の事前評価、および相補的な分類器(カーネル)の組み合わせによる高精度の分類器設計が可能となった。これらの方法の有効性を、IBM Qシミュレータを用いて確認した。一方、時系列データを量子計算機で行う「量子リザバー」の開発を開始した。2019年度はまず時系列の回帰・予測問題について万能近似性能を有するリザバーを開発し、10量子ビットのIBM Q実機を用いて理論と整合する回帰性能を確認した。
4. 量子コンピュータインターフェイスの開発：量子アルゴリズムと実量子計算機を効率的に結びつけるソフトウェア(量子ビットマッピングコンパイラ)を開発することを目指す。2019年度は、20量子ビット実機IBM Qを対象に、量子ビットマッピングコンパイラの開発を行った。具体的には、短い量子演算をIBM Q上で実行するための望ましい量子ビットレイアウトを自動抽出するコンパイラを開発した。また、グローバー演算子とToffoliゲートを効率よく実装するための方法を開発した。

公刊論文、学会発表、イベントなど社会貢献の実績

公刊論文12件（下に記載）、学会発表57件

• Kazutaka G. Nakamura, Kensuke Yokota, Yuki Okuda, Rintaro Kase, Takashi Kitashima, Yu Mishima, Yutaka Shikano, and Yosuke Kayanuma, Ultrafast quantum-path interferometry revealing the generation process of coherent phonons, Physical Review B 99, 180301(R) (2019). (Editor's suggestion) https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.99.180301
  プレスリリース: https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2019/5/22/28-53275/
• Kentaro Tamura and Yutaka Shikano, Quantum Random Number Generation with the Superconducting Quantum Computer IBM 20Q Tokyo, in Proceedings of Workshop on Quantum Computing and Quantum Information, edited by Mika Hirvensalo and Abuzer Yakaryilmaz, TUCS Lecture Notes 30, 13 - 25 (2019). http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-12-3840-6
• Hiroshi C. Watanabe* and Qiang Cui, Quantitative analysis of QM/MM Boundary Artifacts and the correction in Adaptive QM/MM method, Journal of Chemical Theory and Computation, 15, 3917-3928 (2019). [Selected Journal cover] https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.9b00180
• Tsuyoshi Ide, Rudy Raymond, and Dzung T. Phan, Efficient Protocol for Collaborative Dictionary Learning in Decentralized Networks, in Proceedings of the 28th International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI 19, August 10-16, Macao, China) 2585-2591 (2019). https://doi.org/10.24963/ijcai.2019/359
• Eriko Kaminishi and Takashi Mori, Recurrence times of the Lieb-Liniger model in the weak and strong coupling regimes, Physical Review A, 100, 013606 (2019). https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.100.013606
• W. Huang, C. H. Yang, K. W. Chan, T. Tanttu, B. Hensen, R. C. C. Leon, M. A. Fogarty, J. C. C. Hwang, F. E. Hudson, K. M. Itoh, A. Morello, A. Laucht, and A.S. Dzurak, "Fidelity Benchmarks for Two-Qubit Gates in Silicon," Nature 569, 532-536 (2019). https://www.nature.com/articles/s41586-019-1197-0
• C. H. Yang, K. W. Chan, R. Harper, W. Huang, T. Evans, J. C. C. Hwang, B. Hensen, A. Laucht, T. Tanttu, F. E. Hudson, S. T. Flammia, K, M Itoh, A. Morello, S. D. Bartlett, and A. S. Dzurak, "Silicon Qubit Fidelities Approaching Incoherent Noise Limits via Pulse Engineering," Nature Electronics 2, 151-158 (2019). https://www.nature.com/articles/s41928-019-0234-1
• Kentaro Tamura and Yutaka Shikano, Quantum Random Numbers generated by the Cloud Superconducting Quantum Computer, accepted for CREST Book "Mathematics, Quantum Theory, and Cryptography" edited by Tsuyoshi Takagi, Masato Wakayama, Keisuke Tanaka, Noboru Kunihiro, Kazufumi Kimoto, and Yasuhiko Ikematsu (Springer Nature, Singapore, 2020). https://arxiv.org/abs/1906.04410
• Y. Kato, N. Yamamoto, and H. Nakao, Semiclassical phase reduction theory for quantum synchronization, Physical Review Research, 1, 033012 (2019)
• K. Kobayashi and N. Yamamoto, Control limit on quantum state preparation under decoherence, Phys. Rev. A, 99, 052347 (2019)
• Suzuki, S. Uno, R. Raymond, T. Tanaka, T. Onodera, and N. Yamamoto, Quantum amplitude estimation without phase estimation, Quantum Information Processing, 19, 75 (2020)
• Masamitsu Bando, Tsubasa Ichikawa, Yasushi Kondo, Nobuaki Nemoto, Mikio Nakahara, Yutaka Shikano, Concatenated Composite Pulses Applied to Liquid-State Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, Scientific Reports , (2020). https://arxiv.org/abs/1508.02983

センター活動を通じて特に成果を挙げた事柄

IBMと共催でバーチャル量子プログラミングコンテスト''Quantum Challenge''を開催した。