We have just seen the requirements for a technology useful for building a quantum computer (the DiVincenzo criteria). In this video, Professor Kae Nemoto of Japan’s National Institute of Informatics introduces us to the broad structure of a quantum computer as a machine composed of a classical control system and a set of qubits that can interact with each other.

Over the next several Steps, first we will see how the fundamental science of isotopic control affects a broad range of technologies. We will address photonic experiments, quantum dots, superconducting chips, nitrogen vacancies in diamond, and ion traps. These are the devices that create and control the quantum states that we introduced as types of state variables earlier in the course.

All of the devices you will see are real quantum computers. But how close are they to being useful systems? We will follow up with a brief discussion of the prospects for near-term computers to outperform classical systems on specific problems, then close by bringing Professor Nemoto back to discuss large-scale architectures.

^{Materials introduced in this video provided by courtesy of Prof. Kae Nemoto and National Institute of Informatic TOKYO, JAPAN.
-Photonic Architecture for Scalable Quantum Information Processing in Diamond
-The Photonic Chip Topological Cluster State Computer}

量子コンピュータシステム入門

これまで量子コンピュータを設計するために必要な技術(DiVincenzo criteria)について学習してきました。この動画では国立情報学研究所の根本香絵教授が、相互作用が可能な多体量子ビットと古典的制御システムを備えた巨大量子コンピュータシステムの紹介をします。

最初の数回で、同位体による基礎的な制御技術がどのように使われるかを学習します。そして次に光子を用いた量子ビット、量子ドット、超電導チップ、ダイヤモンド窒素の空孔、イオントラップについて学習します。これら様々な種類の量子系には対応する制御装置が存在します。

動画で観ることのできる機器は全て本物の量子コンピュータです。しかし、実際にそれらが実用化されるまでどのぐらいの時間がかかるでしょうか。この動画ではまず、近いうちに特定の問題において従来型のコンピュータの性能を上回りうるを見込みを持つ量子コンピュータシステムについて簡単に解説し、その後に根本教授による巨大量子コンピュータシステムの紹介に移ります。