量子計算の効率と使い易さを高める回路最適化手法
— 制御量子ゲートを“まとめて”最適化する理論的提案 —Circuit optimization techniques to improve the efficiency and ease of use of quantum computing
— A theoretical proposal for collectively optimizing control quantum gates —
量子コンピュータでは、量子ビットに作用する「量子ゲート」
近年注目されている変分量子アルゴリズム（VQA）
しかしその一方で、回路が複雑になるほど最適化が難しくなり、
本研究では、
この方法により、
• 必要な測定回数を大幅に抑えつつ効率的な最適化
• より浅い（短い）
• 量子計算になじみのない人を量子回路設計の煩わしさから解放
することが可能になります。
「幅広い応用で有効性を確認」
提案手法は、以下のような代表的な量子計算タスクに適用され、
• イジング模型などの物理モデルの変分計算
• 分子の電子状態計算（分子の基底エネルギー計算）
• 量子回路の忠実度最大化
• 量子状態の時間発展を表す量子回路のコンパイル（回路圧縮）
特に、量子化学で重要な粒子数保存ゲートにも自然に拡張でき、
「現行の量子コンピュータの性能を引き出す重要な一歩」
現在の量子コンピュータはノイズや回路深さに制限がある「
• 計算を安定に進める
• 回路を短く保つ
• 実用的な量子アルゴリズムを実装する
ための基盤理論を提供するものです。
量子計算の実用化に向けて、「どのように量子回路を設計・
–論文情報–
タイトル：Optimizing a parameterized controlled gate using free quaternion selection
著者：Hiroyoshi Kurogi, Katsuhiro Endo, Yuki Sato, Michihiko Sugawara, Kaito Wada, Kenji Sugisaki, Shu Kanno, Hiroshi C. Watanabe, Haruyuki Nakano
掲載誌：Quantum Science and Technology
補足：Vol. 11：015046（Paper, Open Access）；Received 4 August 2025；Accepted 13 January 2026；Published 28 January 2026
DOI：10.1088/2058-9565/ae379d
--Paper Information--
Title: Optimizing a parameterized controlled gate using free quaternion selection
Authors: Hiroyoshi Kurogi, Katsuhiro Endo, Yuki Sato, Michihiko Sugawara, Kaito Wada, Kenji Sugisaki, Shu Kanno, Hiroshi C. Watanabe, Haruyuki Nakano
Journal: Quantum Science and Technology
Notes: Vol. 11: 015046 (Paper, Open Access); Received 4 August 2025; Accepted 13 January 2026; Published 28 January 2026
DOI: 10.1088/2058-9565/ae379d
URL: https://doi.org/10.1088/2058-9565/ae379d
