- 現在のコンピュータにとって困難な問題を高速に解く量子アルゴリズムの設計
- 量子コンピュータの計算能力の高さは様々な側面から証明されており，例えばインターネット上で広く使われている暗号を解読してしまう程であることが知られています．このような量子コンピュータの高い計算能力を引き出すためには，量子コンピュータ特有の計算資源である量子重ね合わせ状態を利用した新しいアルゴリズムの設計が不可欠です．我々は，現在のコンピュータにとって困難な問題に対し，それを高速に解く量子コンピュータ上のアルゴリズムの設計を行っています．
- 解説記事1：谷誠一郎, 高橋康博, 高速量子アルゴリズムの開発, 電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ Fundamentals Review, Vol. 14 No. 1, pp. 15-27, 2020.
- 解説記事2：高橋康博, 量子回路と古典回路の相違, 日本オペレーションズ・リサーチ学会機関誌「オペレーションズ・リサーチ」, Vol. 63 No. 6, pp. 319-325, 2018.
- ノイズ等の影響を受ける現実的な環境における量子コンピュータの計算能力の分析
- 量子コンピュータが我々の目の前に現れようとしていますが，現実的な環境に置かれた量子コンピュータは外界からのノイズの影響を大きく受けます．これにより，例えばアルゴリズムの出力が予期しないものとなってしまうという問題が知られています．従来設計されてきた量子アルゴリズムはノイズ存在下においてどのような影響を受けるのか，そしてノイズ存在下において適切に動作するアルゴリズムとはどのようなものかを探ることは，実用上重要な問題です．我々は現実的な環境における量子コンピュータの計算能力の分析を行っています．
- 現在のネットワークにとって困難なタスクを効率的に実行する量子プロトコルの開発
- 量子コンピュータの計算能力の高さが様々な側面から証明されているのと同様に，量子コンピュータからなるネットワークの能力の高さも証明されています．このような量子ネットワークの高い能力を引き出すためには，量子コンピュータ間における通信手順を定める量子プロトコルの設計が不可欠であり，特に通信回数や送受信される情報量の削減が重要な効率性の尺度となります．我々は，現在のネットワークにとって困難なタスクに対し，それを実行する効率的な量子プロトコルの開発を行っています．