東京大學等研究小組在全球首次成功創建用於單向量子計算的二維簇態，為量子電腦的實現開闢了新的可能性。
目前實現量子電腦的主流方法稱為閘方法，世界各地正在開發這種方法，隨著裝置數量的增加，佈線變得更加複雜，我們正在達到規模增加的技術極限。
另一方面，研究人員專注於一種不同於閘方法的單向量子計算方法。在這個方法中，首先將大量量子位置於量子糾纏態（簇態），然後根據所需的量子計算測量各個量子位元來進行量子計算。換句話說，如果我們能夠準備一個“二維簇態”，其中量子位元連接成網絡，這是所有量子計算模式的疊加，那麼我們可以通過測量每個量子位元來進行任何量子計算，這相對來說是可行的。很簡單。可以這樣做，但尚未實現。
在此背景下，我們現在已經使用獨特的時域重複使用技術成功地產生了二維簇狀態。在該方法中，從單一量子光源連續發射的光在時間上被分割，並且每個分割的光脈衝被視為一個量子位，從而將大規模的量子糾纏轉換成少量的光學元件可以產生。利用該系統產生的二維簇狀態，我們從理論上設計了一種有效執行計算的方法，並發現具有 2 個輸入和 2 個計算步驟的量子計算是可能的。此外，原則上，該尺寸可根據需要增大。
這項成果實現了自單向量子運算提出以來約20年來從未實現過的二維團簇態的生成，並有望為量子電腦領域帶來重大變革。
