光子や原子などの一つ一つに情報を載せ、それらを精密にコントロールすることにより、現在不可能とされているさまざまな情報処理が可能になります。この研究領域は量子情報科学と呼ばれ、近未来の情報通信技術において重要な役割を果たすと期待されています。私たちは量子情報科学の革新的原理の発見により、現在不可能とされている情報通信技術の実現を目指しています。量子情報科学は情報科学と量子物理学の融合領域であり、その研究にはソフトウェア研究とハードウェア研究の連携が欠かせません。(物性研)がハードウェアの研究を推進することにより、量子情報科学の研究を戦略的に進めています。創出」「ハードウェアでの実現方法」の3つのフェーズから構成されています。これらの研究成果はハードウェア研究にフィードバックされ、さらにその研究成果が新たな研究サイクルに生かされます。通常の情報処理と量子情報処理との差異は、情報の基本単位であるビットと量子ビットとの差異に由来します。ビットが正確にコピーできるのに対し、量子ビットが正確にはコピーできない点は、さまざまな形で量子情報処理に利用されてきました。量子ビットも不完全にならコピーが可能で、より広い範囲への応用のためにはコピー精度に関する厳密な定量的評価が必要とされていました。量子ビットに特徴的な性質を利用することにより、現在用いられている計算原理では達成不可能な効率性を実現できる場合があります。分散計算の代表的な問題(リーダー選挙問題)は、ある一般的な状況下において、従来の計算原理では解けないことが知られています。我々は、この問題を解く量子アルゴリズムを考案しました。アルゴリズムの核となる演算を実行できることが知られています。論理和関数が定数ステップで計算できるかどうかは未解決でした。