量子コンピューティングセンター

量子計算センター（CQC ）は、オックスフォード大学の量子情報研究グループの連合体であり、1998年にアルトゥール・エケルト^[1]によって設立されました。

最近まで、CQC にはケンブリッジ大学の研究グループも含まれていましたが、現在、ケンブリッジのグループはケンブリッジ量子情報・基盤センター( CQIF )と呼ばれる独立した組織として運営されています。

CQCは、量子コンピューティング、量子暗号、その他の量子情報処理、量子情報理論の物理学自体への影響、量子理論と量子情報理論の基礎的および概念的な問題に関する理論的および実験的研究を行っています。^[2]

当初、CQCはクラレンドン研究所を拠点としていましたが、現在ではオックスフォード大学の複数の学部にまたがるまでに成長しました。^[3]

• 原子光子物理学、アクセル・クーン率いるグループ。^[4]
• イオントラッピング、アンドリュー・スティーンとデビッド・ルーカスが率いるグループ。 ^[5]
• 核磁気共鳴、ジョナサン・A・ジョーンズ率いるグループ。 ^[6]
• 量子スピンダイナミクス、Arzhang ArdavanとJohn Mortonが率いるグループ（物理学と材料を網羅するグループ）。 ^[7]
• 量子論、ディーター・ヤクシュ率いるグループ。 ^[8]
• 超低温量子物質、クリストファー・フット率いるグループ。^[9]
• 超高速量子光学、イアン・ウォルムズリー率いるグループ。 ^[10]

• フォトニックナノマテリアル、ジェイソン・スミスが率いるグループ。^[11]
• 量子およびナノテクノロジー理論、サイモン・ベンジャミンが率いるグループ。^[12]
• 量子スピンダイナミクス、John Morton と Arzhang Ardavan が率いるグループ (物理学と材料を網羅するグループ)。

• サムソン・アブラムスキーとボブ・コークが率いるクォンタム・グループ。^[13]

• 数理物理学、Artur Ekert が率いるグループ。

このセンターは、コンピュータ業界がコンピューティングの限界を懸念し始めた 1980 年代初頭に設立されました。1981 年、オックスフォード大学の物理学者デイビッド・ドイッチは、テキサスで開かれた、コンピューティングの基礎に関心を持つ多くの科学者を招待した有名なアメリカの物理学者ジョン・ウィーラー主催のパーティに出席しました。このパーティで、ドイッチはまったく新しい物理学の分野につながる重要な洞察を得ました。当時、コンピュータ科学者たちは、この分野における特定の基本的なパズルを解くためにニュートン物理学に目を向けていました。しかし、ウィーラーのパーティでの会話の中で、ドイッチはこれが間違ったアプローチであることに気づきました。物理学は基本的に量子論によって支配されており、ニュートン物理学の代わりに量子論を使用すると異なる結果が得られることをドイッチはすぐに理解しました。この洞察の結果、ドイッチは 1985 年に、現在ではこの分野の古典と一般にみなされている論文を発表しました。^[14]この論文では、量子力学を使ってコンピュータがどのように動作するのか、またなぜそのようなコンピュータが通常のコンピュータと根本的に異なるのかについて説明しています。

1987年、アルトゥール・エケルトは物理学の博士号取得のためオックスフォード大学に着任し、そこでドイチュと出会った。オックスフォード大学で働いている間、エケルトは量子もつれに基づく暗号理論を開発した。アルプスのスキー場で、DRA （当時の英国の主要な軍事研究機関）の科学者ジョン・ラリティと偶然出会ったことがきっかけで、1990年代初頭にエケルトの方式を実験的にテストする共同作業が始まった。博士号取得後、エケルトはマートン大学からジュニア研究フェローシップを獲得し、最初の博士号取得学生を受け入れた。ドイチュと共同で小さなチームを結成し、1年以内に量子計算および暗号グループという名称を獲得した。

1994年、アメリカの通信大手AT&Tの研究所の研究者ピーター・ショアが画期的な発見をし、量子情報の分野全体が活性化した。ショアは、ドイッチの量子コンピュータが、普通のコンピュータでは不可能だと判断される重要な問題を実際に解決できることを示した。量子コンピュータが決して取るに足らない好奇心の対象ではないことが初めて明らかになった。ショアの発表後、量子情報はオックスフォードでますます人気が高まった。1995年、アンドリュー・スティーンは、レーザービームで捕らえられたイオン化原子から量子コンピュータを構築する方法を研究する実験的取り組みを開始した。1996年、ジョナサン・ジョーンズは、医療の磁気共鳴画像法で使用されているのと同じ技術に基づいた量子コンピュータに取り組むグループを立ち上げた。そして2年後、ディルク・ボウメースターがジュネーブからやって来て、量子の世界が通信にも革命を起こす可能性を研究する実験グループを立ち上げた。このグループは、名前を量子計算センターに変更した。^[15]

2002年にアルトゥール・エカートがケンブリッジに移り、量子物理学の初代リー・トラップネル教授となったとき、ケンブリッジ量子計算センターが設立された。このセンターは2010年までこの名称で存続し、既存の研究グループにリチャード・ジョザが加わり、研究活動の広範囲にわたる範囲を反映して、ケンブリッジ量子情報・基礎センター（CQIF）に改名された。ケンブリッジCQIFは、数理科学センター内の応用数学・理論物理学科（DAMTP）に拠点を置いている。^[16] ケンブリッジCQCの常勤教員は、2002年から2007年までケンブリッジでリー・トラップネル量子物理学教授を務めたアルトゥール・エカートと、現在ケンブリッジで量子物理学の講師を務めているエイドリアン・ケントである。ケンブリッジCQIFの常任教員は、2010年からリー・トラップネル教授を務めるリチャード・ジョザとエイドリアン・ケントである。^[17]

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