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▶ インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-12-05
(54)【発明の名称】シュタルク・シフト相殺
(51)【国際特許分類】
G06N 10/40 20220101AFI20241128BHJP
H10N 60/12 20230101ALI20241128BHJP
H10N 60/00 20230101ALI20241128BHJP
G06F 7/38 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
G06N10/40
H10N60/12 A ZAA
H10N60/00 Z
G06F7/38 510
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024523436
(86)(22)【出願日】2022-08-23
(85)【翻訳文提出日】2024-04-18
(86)【国際出願番号】 IB2022057862
(87)【国際公開番号】W WO2023084325
(87)【国際公開日】2023-05-19
(31)【優先権主張番号】17/526,852
(32)【優先日】2021-11-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390009531
【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100112690
【弁理士】
【氏名又は名称】太佐 種一
(74)【代理人】
【識別番号】100120710
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】カンダーラ、アブヒナヴ
(72)【発明者】
【氏名】マッカイ、デイヴィッド
(72)【発明者】
【氏名】スリニヴァサン、シュリカンス
(72)【発明者】
【氏名】マゲサン、イースワー
(72)【発明者】
【氏名】ガンベッタ、ジェイ
【テーマコード（参考）】
4M113
【Ｆターム（参考）】
4M113AC45
4M113AC50
(57)【要約】
シュタルク・シフト相殺を促進するシステムおよび技術が提供される。様々な実施形態において、システムは、ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットを備えることができる。様々な場合において、制御量子ビットは、制御量子ビットをターゲット量子ビットにもつれさせる第１のトーンによって駆動され得る。様々な態様において、制御量子ビットは、第１のトーンと同時に第２のトーンによってさらに駆動され得る。様々な場合において、第２のトーンは、第１のトーンとは逆の離調符号を有し得る。様々な事例において、第１のトーンは制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こす可能性があり、第２のトーンはシュタルク・シフトを相殺することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットであって、前記制御量子ビットを前記ターゲット量子ビットにもつれさせる第１のトーンによって駆動される、前記制御量子ビットを備え、前記制御量子ビットは、前記第１のトーンと同時に第２のトーンによって駆動され、前記第２のトーンは、前記第１のトーンとは逆の離調符号を有する、システム。
【請求項2】
前記第１のトーンが前記制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こし、前記第２のトーンが前記シュタルク・シフトを相殺する、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記第２のトーンが、前記逆の離調符号に従って前記第２のトーンの周波数を固定して、前記制御量子ビットの前記動作周波数の前記シュタルク・シフトが無効になるまで前記第２のトーンの振幅を掃引することによって較正される、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記制御量子ビットに結合されたスペクテータ量子ビットであって、前記第２のトーンが、前記制御量子ビットの前記動作周波数が前記スペクテータ量子ビットの動作周波数と動的に衝突するのを防止する、スペクテータ量子ビットをさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項5】
前記第１のトーンが、ゼロ・ノイズ外挿手順中に前記制御量子ビットに順次に適用される時間的に伸縮された複数のトーンのうち１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットに第１のトーンを適用することであって、前記第１のトーンが前記制御量子ビットを前記ターゲット量子ビットにもつれさせる、第１のトーンを適用することと、前記制御量子ビットに、前記第１のトーンと同時に第２のトーンを適用することであって、前記第２のトーンが前記第１のトーンとは逆の離調符号を有する、第２のトーンを適用することと
を含む方法。
【請求項7】
前記第１のトーンが前記制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こし、前記第２のトーンが前記シュタルク・シフトを相殺する、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記逆の離調符号に従って前記第２のトーンの周波数を固定して、前記制御量子ビットの前記動作周波数の前記シュタルク・シフトが無効になるまで前記第２のトーンの振幅を掃引することによって、前記第２のトーンを較正することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記制御量子ビットにスペクテータ量子ビットが結合されており、前記第２のトーンが、前記制御量子ビットの前記動作周波数が前記スペクテータ量子ビットの動作周波数と動的に衝突するのを防止する、請求項７に記載の方法。
【請求項10】
前記第１のトーンが、ゼロ・ノイズ外挿手順中に前記制御量子ビットに順次に適用される時間的に伸縮された複数のトーンのうち１つである、請求項６に記載の方法。
【請求項11】
ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットであって、前記制御量子ビットの動作周波数のシュタルク・シフトを引き起こす第１のトーンによって駆動され、前記シュタルク・シフトを打ち消す第２のトーンによってさらに駆動される制御量子ビット
を備えるデバイス。
【請求項12】
前記第２のトーンが前記第１のトーンとは逆の離調符号を有する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項13】
前記第２のトーンが前記第１のトーンと同時に適用される、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項14】
前記第１のトーンの周波数と前記制御量子ビットの前記動作周波数との第１の絶対値差が、前記制御量子ビットの非調和性の絶対値未満であり、前記第２のトーンの周波数と前記制御量子ビットの前記動作周波数との第２の絶対値差が、前記制御量子ビットの前記非調和性の前記絶対値未満である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項15】
前記第２のトーンが、前記制御量子ビットの前記動作周波数が隣接した量子ビットの動作周波数と衝突するのを防止する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項16】
ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットに、前記制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こす第１のトーンを適用することと、前記制御量子ビットに、前記シュタルク・シフトを打ち消す第２のトーンを適用することと
を含む方法。
【請求項17】
前記第２のトーンが前記第１のトーンとは逆の離調符号を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記第２のトーンが前記第１のトーンと同時に適用される、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第１のトーンの周波数と前記制御量子ビットの前記動作周波数との第１の絶対値差が、前記制御量子ビットの非調和性の絶対値未満であり、前記第２のトーンの周波数と前記制御量子ビットの動作周波数との第２の絶対値差が、前記制御量子ビットの前記非調和性の前記絶対値未満である、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記第２のトーンが、前記制御量子ビットの前記動作周波数が、隣接した量子ビットの動作周波数と衝突するのを防止する、請求項１６に記載の方法。
【請求項21】
量子ビット格子を備える装置であって、前記量子ビット格子の中の制御量子ビットが量子もつれゲート・トーンによって駆動され、
前記制御量子ビットが、前記量子もつれゲート・トーンとは逆の離調符号を有するシュタルク・シフト相殺トーンによって前記量子もつれゲート・トーンと同時に駆動される、
装置。
【請求項22】
前記量子もつれゲート・トーンが前記制御量子ビットの動作周波数を増加させ、前記シュタルク・シフト相殺トーンが前記制御量子ビットの前記動作周波数を減少させる、請求項２１に記載の装置。
【請求項23】
前記量子もつれゲート・トーンが前記制御量子ビットの動作周波数を減少させ、前記シュタルク・シフト相殺トーンが前記制御量子ビットの前記動作周波数を増加させる、請求項２１に記載の装置。
【請求項24】
前記シュタルク・シフト相殺トーンの周波数が前記量子ビット格子における最高の動作周波数よりも高く、それによって、前記制御量子ビットの動作周波数が前記量子ビット格子の中のスペクテータ量子ビットの動作周波数と衝突するのを防止する、請求項２１に記載の装置。
【請求項25】
前記シュタルク・シフト相殺トーンの周波数が前記量子ビット格子における最低の動作周波数よりも低く、それによって、前記制御量子ビットの動作周波数が前記量子ビット格子の中のスペクテータ量子ビットの動作周波数と衝突するのを防止する、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
主題開示は量子ビットに関し、より詳細には量子ビットのシュタルク・シフト相殺に関する。
【発明の概要】
【0002】
以下は、本発明の１つまたは複数の実施形態の基本的理解を提供するために概要を提示するものである。この概要は、特定の実施形態のいずれか範囲または特許請求の範囲のいずれか範囲の主要または重要な要素の同定または輪郭づけを意図したものではない。この概要の唯一の目的は、後に提示されるより詳細な説明の前ぶれとして、概念を簡単な形で提示することである。本明細書で説明される１つまたは複数の実施形態では、シュタルク・シフト相殺を促進することができるデバイス、システム、コンピュータ実施方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品あるいはその組合せが説明される。
【0003】
１つまたは複数の実施形態によれば、システムが提供される。システムは、ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットを備えることができる。様々な態様において、制御量子ビットは第１のトーンによって駆動され得、第１のトーンは、制御量子ビットをターゲット量子ビットにもつれさせることができる。様々な事例において、制御量子ビットは、第１のトーンと同時に第２のトーンによって駆動され得る。様々な場合において、第２のトーンは、第１のトーンとは逆の離調符号を有し得る。様々な態様において、第１のトーンは制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こす可能性があり、第２のトーンはシュタルク・シフトを相殺することができる。
【0004】
１つまたは複数の実施形態によれば、デバイスが提供される。デバイスは、ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットを備えることができる。様々な態様において、制御量子ビットは第１のトーンによって駆動され得、第１のトーンは、制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こす可能性がある。様々な事例において、制御量子ビットは、第２のトーンによって駆動され得る。様々な場合において、第２のトーンはシュタルク・シフトを打ち消すことができる。様々な場合において、第２のトーンは、第１のトーンとは逆の離調符号を有し得る。様々な場合において、第２のトーンは第１のトーンと同時に適用され得る。様々な場合において、第１のトーンの周波数と制御量子ビットの動作周波数との第１の絶対値差は、制御量子ビットの非調和性の絶対値未満であり得、第２のトーンの周波数と制御量子ビットの動作周波数との第２の絶対値差は、制御量子ビットの非調和性の絶対値未満であり得る。
【0005】
１つまたは複数の実施形態によれば、装置が提供される。装置は、量子ビット格子を備えることができる。様々な態様において、量子ビット格子の中の制御量子ビットは、量子もつれゲート・トーンによって駆動され得る。様々な事例において、制御量子ビットは、量子もつれゲート・トーンと同時にシュタルク・シフト相殺トーンによって駆動され得る。様々な場合において、シュタルク・シフト相殺トーンは、量子もつれゲート・トーンとは逆の離調符号を有し得る。
【0006】
１つまたは複数の実施形態によれば、前述のシステム、デバイス、または装置あるいはその組合せは、方法として実施され得る。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を促進する非限定的なシステムの一例のブロック図である。
【図2】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、駆動トーン周波数の関数としてのシュタルク・シフトを示す、例示の非限定的なグラフである。
【図3】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺トーンの較正を促進する非限定的な方法の一例の流れ図である。
【図4】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を用いるゼロ・ノイズ外挿の実行を促進する非限定的な方法の一例の流れ図である。
【図5】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を促進する、スペクテータ量子ビットを含む非限定的なシステムの一例のブロック図である。
【図6】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺が適用され得る、量子ビット格子を含む非限定的なシステムの一例のブロック図である。
【図7】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を促進する非限定的な方法の一例の流れ図である。
【図8】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を促進する非限定的な方法の一例の流れ図である。
【図9】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態が促進され得る非限定的な動作環境の一例のブロック図である。
【図10】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による例示の非限定的なクラウド・コンピュータ環境を示す図である。
【図11】本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による例示の非限定的な抽象化モデル層を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下の詳細な説明は、単なる実例であり、実施形態または実施形態の用途もしくは使用法あるいはその両方を限定するようには意図されていない。その上、先の背景技術もしくは発明の概要の段落、または発明を実施するための形態の段落において表現または示唆された情報によって束縛される意図もない。
【0009】
次に、図面を参照しながら１つまたは複数の実施形態が説明され、図面の全体にわたって、類似の参照数字は類似の要素を指すように使用される。以下では、説明の目的で、１つまたは複数の実施形態のより十分な理解を提供するために、多くの特定の詳細が明記される。しかしながら、様々な事例において、１つまたは複数の実施形態が、これらの特定の詳細なしで実施され得ることが明らかである。
【0010】
主題開示は、量子回路を使用する量子計算に関する。量子計算は、情報を符号化して処理するのに、トランジスタに基づく２進のデジタル技術ではなく量子物理学を採用する。量子計算デバイスは、量子物理学の法則に従って動作し、重ね合わせやもつれなどの現象を示すことができる量子ビット（ｑｕａｎｔｕｍ ｂｉｔ）（量子ビット（ｑｕｂｉｔ）とも称される）を採用することができる。量子物理学の重ね合わせの原理は、量子ビットが、部分的に、「１」の値と「０」の値の両方を同時に表す状態になることを可能にする。量子物理学のもつれ原理により、量子ビットの組み合わせた状態が個々の量子ビットの状態に分解され得ないように、量子ビットが互いに相関することが可能になる。たとえば、第１の量子ビットの状態は第２の量子ビットの状態に依拠し得る。そのため、量子回路は、トランジスタに基づく２進のデジタル技術とはかなり異なり得るやり方で情報を符号化して処理する量子ビットを採用することができる。
【0011】
量子ビットには種々のタイプがある。量子ビットのタイプの１つには、周波数または磁束を調整可能な量子ビットがあり、これは、ジョセフソン接合のセットを含み得る超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）ループを備えることができ、またはＳＱＵＩＤループに関連付けられ得て、ＳＱＵＩＤループの機能の実行を促進する。磁束調整可能な量子ビットの周波数は、ＳＱＵＩＤループを通過する磁束を変化させることによって調節または調整され得る。量子ビットの別のタイプには、固定周波数の量子ビットがあり得る。固定周波数の量子ビットは、ＳＱＵＩＤループではなく単一のジョセフソン接合を備えることができる。ＳＱＵＩＤループを通過する磁束を変化させることによってその周波数を調節し得る、周波数または磁束を調整可能な量子ビットとは対照的に、固定周波数の量子ビットの周波数は固定され得、通常は、容易にまたは簡単には変化され得ない。固定周波数の量子ビットの周波数は、一般に、固定周波数の量子ビットを生成するために利用される製作プロセスの詳細によって確率的に判定される。固定周波数の量子ビットには、磁束線を必要とせず、したがって、配線もしくは他の回路、または低温槽内の構成要素がより少なくなり、そのような量子ビットの動作のための制御電子回路は、周波数または磁束を調整可能な量子ビットよりも少なくなり、磁束ノイズの影響を受けにくいという利点がある。
【0012】
量子計算の分野では、量子もつれゲート（たとえば、ＣＮＯＴゲート、制御位相ゲート）は、（たとえば制御量子ビットを駆動することにより）制御量子ビットを、制御量子ビットに結合されたターゲット量子ビットの動作周波数（たとえば遷移周波数）と一致する周波数を有するマイクロ波トーンに暴露することによって、制御量子ビットに適用され得る。そのようなマイクロ波トーンは、マイクロ波トーンの周波数が制御量子ビットの動作周波数と一致しないので、非共振トーンと称され得る。なおまた、制御量子ビットにマイクロ波トーンが適用され得、マイクロ波トーンの周波数がターゲット量子ビットの動作周波数と一致し得るので、マイクロ波トーンは、制御量子ビットとターゲット量子ビットの両方の状態を変換することができ、そのような変換は、マイクロ波トーンの振幅または持続時間あるいはその両方によって確定され得る。たとえば、所与の振幅または持続時間あるいはその両方によって、マイクロ波トーンは、制御量子ビットおよびターゲット量子ビットに対して所与のゲート（たとえばＣＮＯＴゲート）を実行することができ、一方、異なる振幅または持続時間あるいはその両方によって、マイクロ波トーンは、制御量子ビットおよびターゲット量子ビットに対して異なるゲート（たとえば制御位相ゲート）を実行することができる。いずれにせよ、そのようなマイクロ波トーンは、制御量子ビットをターゲット量子ビットにもつれさせることができるが、制御量子ビットの動作周波数も変化させてしまう可能性があり、この変化はシュタルク・シフトと称される。言い換えれば、非共振トーンを用いて制御量子ビットを駆動すると、制御量子ビットの動作周波数が上方または下方へシフトする可能性がある。
【0013】
シュタルク・シフトは、様々な理由で望ましくないことがある。たとえば、シュタルク・シフトは動的周波数衝突を引き起こす可能性がある。言い換えれば、制御量子ビットがシュタルク・シフトを経験すると、制御量子ビットの動作周波数が新規の値にシフトし得、そのような新規の値は、隣接した量子ビットまたは観測された量子ビットあるいはその両方の動作周波数の任意の適切な閾値マージンと等しいおよび／またはその範囲内にあり得る。そのような場合には、制御量子ビットのシフトした動作周波数が、隣接した量子ビットまたは観測された量子ビットあるいはその両方の動作周波数に近すぎると考えられ、これは、制御量子ビットと、隣接した量子ビット／観測された量子ビットとが、互いに干渉したり、量子計算の目的に適した区別ができなくなったりすることを意味する。
【0014】
別の例として、シュタルク・シフトはゼロ・ノイズ外挿を妨害する可能性がある。当業者なら認識するように、ゼロ・ノイズ外挿はエラー軽減技術であり、ゼロ・ノイズ限界が外挿によって識別され得るように、ノイズ・レベルを変化させながら（たとえば、１つまたは複数の関心のある量子ゲートを適用した後の）結果の量子状態の複数の測定値を得ることを包含している。実際には、量子ゲートのノイズ・レベルを制御可能に変化させるのは非常に困難なことがある。時間不変ノイズを仮定すると、量子ゲートを特定の係数で時間的に伸ばす（たとえばそのような量子ゲートを実行するマイクロ波トーンの持続時間を特定の係数だけ増やし、マイクロ波トーンの振幅を適切に再度較正する）ことは、その量子ゲートに関連するノイズを同一の係数で増幅するのと同等であることが示されている。しかしながら、残念なことに、制御量子ビットが経験するシュタルク・シフトは、駆動周波数の関数であるばかりでなく、駆動振幅の関数でもある。したがって、量子ゲートを繰返し時間的に伸ばし、対応して量子ゲートの駆動振幅を再スケーリングすることによって制御量子ビットにゼロ・ノイズ外挿を実行すると、それぞれの繰返しにおいて（たとえばそれぞれの繰返しで再度スケーリングされた振幅によって）、制御量子ビットが異なるシュタルク・シフトを経験する可能性があり、対応して、制御量子ビットの緩和時間が、それぞれの繰返しにおいて大幅に異なる可能性がある。言い換えれば、シュタルク・シフトの存在により、時間不変ノイズの仮定が成立しない場合があり、ゼロ・ノイズ外挿によって非常に不正確な結果がもたらされる可能性がある。この問題は、欠陥二準位系と相互作用する超伝導量子ビットにとって特に深刻になる可能性がある。
【0015】
したがって、これらの技術的問題のうち１つまたは複数に対処するシステムまたは技術あるいはその両方が望ましい。
【0016】
本発明の様々な実施形態が、これらの技術的問題のうち１つまたは複数に対処することができる。具体的には、本発明の様々な実施形態は、シュタルク・シフト相殺を促進し得るシステムまたは技術あるいはその両方を提供することができる。詳細には、本発明者は、マイクロ波トーンによって駆動される時に制御量子ビットが経験するシュタルク・シフトの方向が、様々な場合においてマイクロ波トーンの離調符号に依拠し得ることを認識した。すなわち、マイクロ波トーンの離調が正であれば、制御量子ビットは１つの方向のシュタルク・シフトを経験し得る（たとえば、制御量子ビットの動作周波数が増加または減少し得る）。対照的に、マイクロ波トーンの離調が代わりに負であれば、制御量子ビットは反対方向のシュタルク・シフトを経験し得る（たとえば、正の離調符号で制御量子ビットの動作周波数が増加するなら、負の離調符号で制御量子ビットの動作周波数が減少し得、正の離調符号で制御量子ビットの動作周波数が減少するなら、負の離調符号で制御量子ビットの動作周波数が増加し得る）。したがって、本発明者は、第１のマイクロ波トーンによって駆動されている制御量子ビットが経験するシュタルク・シフトは、第１のマイクロ波トーンとは逆の離調符号を有する第２のマイクロ波トーンで同時に駆動することにより、相殺したり無効化したりすることが可能であることを理解した。言い換えれば、第１のマイクロ波トーンは、制御量子ビットの動作周波数を増加または減少させ得、第２のマイクロ波トーンは、制御量子ビットのシフトされた動作周波数を、減少または増加させて戻すことができる。結果として、制御量子ビットの動作周波数の変化は、ゼロに、またはあらゆる適切な閾値よりも小さいものになり得る。言い換えれば、本明細書で説明された様々な実施形態の発明者は、シュタルク・シフトを解消するかまたはかなり低減することができる技術を考案した。したがって、シュタルク・シフトによって引き起こされる動的周波数衝突も同様に解消または低減され得て、シュタルク・シフトによって妨害されるゼロ・ノイズ外挿が、より正確に実行され得る。
【0017】
詳細には、本明細書で説明された様々な実施形態は、ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットを含むことができる。様々な態様において、制御量子ビットは、量子ビット挙動を示すことができる（たとえば２つの基本状態の重ね合わせが可能な）任意の適切なタイプの量子計算構造または量子計算アーキテクチャあるいはその両方であり得る。たとえば、制御量子ビットは、１つまたは複数のジョセフソン接合から成る超伝導量子ビット（たとえば、位相量子ビット、電荷量子ビット、磁束量子ビット、トランズモン量子ビット）であり得る。別の例として、制御量子ビットは、スピン量子ビットまたは量子ドットあるいはその両方であり得る。同様に、ターゲット量子ビットは、量子ビット挙動を示すことができる任意の適切な量子計算構造または量子計算アーキテクチャあるいはその両方（たとえば、超伝導量子ビット、スピン量子ビット、または量子ドットあるいはその組合せ）であり得る。いずれにせよ、制御量子ビットは、特定の動作周波数（たとえば特定の遷移周波数）を有したり示したりまたはその両方を行うことができ、ターゲット量子ビットは、別の動作周波数（たとえば別の遷移周波数）を有したり示したりまたはその両方を行うことができる。
【0018】
様々な態様において、制御量子ビットは、任意の適切な量子計算カプラによってターゲット量子ビットに結合され得る。たとえば、場合によっては、量子計算カプラは、ターゲット量子ビットに制御量子ビットを直接結合する１つまたは複数の超伝導体ケーブルまたは超伝導体ワイヤあるいはその両方を含むことができる。別の例として、量子計算カプラは、ターゲット量子ビットに制御量子ビットを容量結合する１つまたは複数の超伝導体ケーブルまたは超伝導体ワイヤあるいはその両方を含むことができる。さらに別の例として、量子計算カプラは、前述のものの任意の適切な組合せを含むことができる。
【0019】
様々な事例において、制御量子ビットは、第１のマイクロ波トーンによって駆動され得、または第１のマイクロ波トーンに暴露され得、あるいはその両方が可能である。より具体的には、当業者なら認識するように、任意の適切な電子制御回路（たとえば波形発生器）が、第１の駆動ライン（たとえば第１の超伝導体ケーブル／超伝導体ワイヤ）によって制御量子ビットに結合され得、電子制御回路は第１のマイクロ波トーンを生成することができ、第１の駆動ラインは、電子制御回路から制御量子ビットへ第１のマイクロ波トーンを搬送することができる。様々な場合において、第１のマイクロ波トーンは量子もつれトーンであり得る。言い換えれば、第１のマイクロ波トーンは、制御量子ビットとターゲット量子ビットとに所望の量子もつれゲート（たとえば、ＣＮＯＴゲート、制御位相ゲート）を実行することができる。そのようなもつれを促進するために、第１のマイクロ波トーンの周波数は、ターゲット量子ビットの動作周波数と等しい（および／または動作周波数の任意の適切な閾値マージンの範囲内にある）ことがあり得、第１のマイクロ波トーンの振幅または持続時間あるいはその両方が、所望の量子もつれゲートを実行するように任意の適切な大きさに較正され得る。そのため、ターゲット量子ビットの動作周波数が制御量子ビットの動作周波数よりも低ければ、第１のマイクロ波トーンは負の離調符号を有すると見なされ得る（たとえば、第１のマイクロ波トーンの周波数はターゲット量子ビットの動作周波数と等しくなり得、したがって、第１のマイクロ波トーンの周波数と制御量子ビットの動作周波数との間の差は負数になり得る）。対照的に、ターゲット量子ビットの動作周波数が制御量子ビットの動作周波数よりも高ければ、第１のマイクロ波トーンは正の離調符号を有すると見なされ得る（たとえば、第１のマイクロ波トーンの周波数はターゲット量子ビットの動作周波数と等しくなり得、したがって、第１のマイクロ波トーンの周波数と制御量子ビットの動作周波数との間の差は正数になり得る）。いずれにせよ、制御量子ビットは、第１のマイクロ波トーンに暴露されたとき第１のシュタルク・シフトを経験し得、第１のシュタルク・シフトの方向は第１のマイクロ波トーンの離調符号に依拠し得る。
【0020】
様々な態様において、制御量子ビットは、第２のマイクロ波トーンによってさらに駆動され得、または第２のマイクロ波トーンにさらに暴露され得、あるいはその両方が可能である。より具体的には、当業者なら認識するように、任意の適切な電子制御回路（たとえば波形発生器）が、第２の駆動ライン（たとえば第２の超伝導体ケーブル／超伝導体ワイヤ）を介して制御量子ビットに結合され得、電子制御回路は第２のマイクロ波トーンを生成することができ、第２の駆動ラインは、電子制御回路から制御量子ビットへ第２のマイクロ波トーンを搬送することができる。様々な事例において、第２のマイクロ波トーンは、第１のマイクロ波トーンと同時に（および／または第１のマイクロ波トーンの任意の適切な閾値時間間隔の範囲内で）制御量子ビットに適用され得る。様々な場合において、第２のマイクロ波トーンはシュタルク・シフト相殺トーンと見なされ得る。言い換えれば、本明細書で説明されたように、第１のマイクロ波トーンによって引き起こされる第１のシュタルク・シフトの、第２のマイクロ波トーンによる相殺、無効化、または打消しあるいはその組合せが可能である。そのような相殺、無効化、または打消しあるいはその組合せを促進するために、第２のマイクロ波トーンは、第１のマイクロ波トーンの離調符号とは逆の離調符号を有し得る。したがって、第１のマイクロ波トーンの離調符号が負であると（たとえば第１のマイクロ波トーンの周波数が制御量子ビットの動作周波数よりも低いと）、第２のマイクロ波トーンの離調符号は正になり得る（たとえば、第２のマイクロ波トーンの周波数は制御量子ビットの動作周波数よりも高く設定され得る）。他方では、第１のマイクロ波トーンの離調符号が正であると（たとえば第１のマイクロ波トーンの周波数が制御量子ビットの動作周波数よりも高いと）、第２のマイクロ波トーンの離調符号は負になり得る（たとえば、第２のマイクロ波トーンの周波数は制御量子ビットの動作周波数よりも低く設定され得る）。したがって、様々な場合において、制御量子ビットは、第２のマイクロ波トーンに暴露されたとき、第１のマイクロ波トーンによって引き起こされる第１のシュタルク・シフトとは逆方向の第２のシュタルク・シフトを経験し得る。言い換えれば、第１のマイクロ波トーンは、制御量子ビットの動作周波数を一方向（たとえば増加方向）に移動させ得、第２のマイクロ波トーンは、制御量子ビットの動作周波数を逆方向（たとえば減少方向）に移動させ得る。したがって、適切な振幅較正を用いて、第１のシュタルク・シフトの大きさを、第２のシュタルク・シフトの大きさと等しく（および／またはその大きさの任意の適切な閾値マージンの範囲内にある）ようにすることができ、結果として、第２のシュタルク・シフトが第１のシュタルク・シフトを取り消す。すなわち、第１のマイクロ波トーンと同時に第２のマイクロ波トーンを適用すると、制御量子ビットが経験する動作周波数の変化は結局ゼロになり、制御量子ビットがシュタルク・シフトを全く経験しないかのようになることを意味する。
【0021】
したがって、本明細書で説明された様々な実施形態は、シュタルク・シフトの大きさを相殺するかまたはかなり低減することができるシステムまたは技術あるいはその両方と見なされ得る。したがって、シュタルク・シフトによって引き起こされ得る動的周波数衝突も回避または低減され得て、シュタルク・シフトによって妨害されるゼロ・ノイズ外挿が、より正確に実行され得る。
【0022】
本発明の様々な実施形態は、事実上高度に技術的な問題（たとえばシュタルク・シフト相殺を促進すること）を解決するために、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方を使用するように採用され得、抽象的なものではなく、単なる自然法則ではなく、単なる自然現象ではなく、人間による精神的な行為のセットとして実行できないものである。むしろ、本明細書で説明された様々な実施形態は、シュタルク・シフトの技術的問題の低減、緩和、または改善あるいはその組合せのために実施され得る、有体の量子計算構造／アーキテクチャ、または有体の量子計算構造／アーキテクチャに関する技法、あるいはその両方を含む。実際、前述のように、シュタルク・シフトはゼロ・ノイズ外挿の性能をかなり妨げる可能性がある（たとえば、量子ビットの、周波数付近における欠陥を伴う２レベル量子システムとの相互作用により、可変の緩和時間が生じることがあり、そのような緩和時間は、シュタルク・シフトによって大きく変動する可能性がある）。なおまた、上記でも言及されたように、シュタルク・シフトは、制御量子ビットと１つまたは複数の隣接した／観測された量子ビットとの間の動的周波数衝突を引き起こす可能性がある。残念ながら、既存のシステム／技術は、シュタルク・シフトの問題に対していかなる緩和も提供していない。
【0023】
対照的に、本明細書で説明された様々な実施形態は、シュタルク・シフトの問題に対処することができる。具体的には、本明細書で説明されたシステム／技術は、制御量子ビットを、制御量子ビットに結合されたターゲット量子ビットともつれさせる第１のマイクロ波トーンで駆動し、同時に、第２のマイクロ波トーンで駆動することを含むことができる。様々な事例において、第２のマイクロ波トーンは、第１のマイクロ波トーンの離調符号とは逆の離調符号を有し得る。したがって、第１のマイクロ波トーンが制御量子ビットの動作周波数を増加方向または減少方向にシフトしても、第２のマイクロ波トーンが制御量子ビットの動作周波数を逆方向シフトすることができ、結果として、制御量子ビットの動作周波数の変化は正味でゼロになり得る。言い換えれば、第１のマイクロ波トーンによって引き起こされるシュタルク・シフトの、第２のマイクロ波トーンによる相殺または打消しあるいはその両方が生じると考えられ得る。本明細書で説明された様々な実施形態は、シュタルク・シフトの問題を緩和することができるので、そのような実施形態は、量子計算の分野において、具体的かつ明確な技術的改善を確実に構成する。
【0024】
なおまた、本明細書で説明された様々な実施形態は、単なる一時的な信号または伝搬波形あるいはその両方を対象とするものではないことを強調する必要がある。本明細書で説明されたように、本発明の様々な実施形態は、制御量子ビットが非共振信号／トーンによって駆動されるときの制御量子ビットの動作周波数の変化を指すシュタルク・シフトの技術的問題を解決することができる。本明細書で説明されたように、本発明者が考案した、この技術的問題に対する解決策は、逆の離調符号を有する別の非共振信号／トーンで制御量子ビットを同時に駆動することを含む。したがって、本発明の様々な実施形態は、そのようなマイクロ波トーン／信号またはマイクロ波トーン／信号の制御パラメータ（たとえば、周波数、持続時間、振幅）あるいはその両方について論じること／説明することなしには、知的な説明は不可能である。本発明の様々な実施形態は、マイクロ波トーン／信号のそのような説明／議論にもかかわらず、そのようなマイクロ波トーン／信号に限定されず、それらに加えてかなりのものを含む。むしろ、そのような実施形態は、そのようなマイクロ波トーン／信号を生成したりこれに反応したりする、具体的な有体の非一時的量子計算構造／アーキテクチャ（たとえば、ターゲット量子ビットに結合された制御量子ビットであり、第１のトーンで駆動されることによってシュタルク・シフトを経験する可能性がある。シュタルク・シフトは、第１のトーンとは逆の離調符号を有する第２のトーンで制御量子ビットを同時に駆動することによって解消され得る）を対象とするものである。
【0025】
その上、本発明の様々な実施形態は、開示された教示に基づいて、有体の、ハードウェア・ベースまたはソフトウェア・ベースあるいはその両方のデバイスを制御することができる。たとえば、本発明の実施形態に含まれ得る有体の量子ビット（たとえばジョセフソン接合で構成された超伝導量子ビット）の動作周波数は、本明細書で説明された教示によってシュタルク・シフトから保護され得る。
【0026】
図および本明細書の開示は、本発明の様々な実施形態の非限定的な例を説明するものであることを認識されたい。
【0027】
図１は、本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を促進することができる非限定的なシステム１００の一例のブロック図を示す。
【0028】
様々な実施形態において、システム１００は制御量子ビット１０２およびターゲット量子ビット１０４を含むことができる。様々な態様において、制御量子ビット１０２は、量子ビット挙動を示すことができる任意の適切な量子計算構造または量子計算アーキテクチャあるいはその両方であり得る。たとえば、制御量子ビット１０２は、１つまたは複数のジョセフソン接合で構成されており、磁束量子ビット、電荷量子ビット、位相量子ビット、トランズモン量子ビット、またはそれらの任意の適切な変形形態、あるいはその組合せなどの超伝導量子ビットであり得る。別の例として、制御量子ビット１０２はスピン量子ビットであり得る。もう一つの例として、制御量子ビット１０２は量子ドットであり得る。いずれにせよ、制御量子ビット１０２は、任意の適切な振幅を有する初期の動作周波数を示すことができる。説明のために、制御量子ビット１０２の初期の動作周波数はωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌと表され得る。
【0029】
様々な態様において、ターゲット量子ビット１０４は、量子ビット挙動を示すことができる任意の適切な量子計算構造または量子計算アーキテクチャあるいはその両方であり得る。たとえば、ターゲット量子ビット１０４は、１つまたは複数のジョセフソン接合で構成されており、磁束量子ビット、電荷量子ビット、位相量子ビット、トランズモン量子ビット、またはそれらの任意の適切な変形形態、あるいはその組合せなどの超伝導量子ビットであり得る。別の例として、ターゲット量子ビット１０４はスピン量子ビットであり得る。もう一つの例として、ターゲット量子ビット１０４は量子ドットであり得る。いずれにせよ、ターゲット量子ビット１０４は、任意の適切な振幅を有する動作周波数を示すことができる。説明のために、ターゲット量子ビット１０４の動作周波数はωｔａｒｇｅｔと表され得る。様々な態様において、制御量子ビット１０２の初期の動作周波数はターゲット量子ビット１０４の動作周波数とは異なり得る。すなわち、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ≠ωｔａｒｇｅｔである。
【0030】
場合によっては、制御量子ビット１０２は、ターゲット量子ビット１０４と同一タイプの量子ビットであり得る（たとえば、どちらもトランズモン量子ビットであり得る）。他の場合には、制御量子ビット１０２は、ターゲット量子ビット１０４と異なるタイプの量子ビットであり得る（たとえば、一方がトランズモン量子ビットであり得、他方が位相量子ビットであり得る）。
【0031】
様々な態様において、制御量子ビット１０２はカプラ１０６を介してターゲット量子ビット１０４に結合され得る。様々な事例において、カプラ１０６は、２つの量子ビットを電気的に結合することができる、任意の適切な量子計算構造または量子計算アーキテクチャあるいはその両方であり得る。たとえば、カプラ１０６は、制御量子ビット１０２を、ターゲット量子ビット１０４に、物理的に、または直接的に、あるいはその両方で取り付ける１つまたは複数の超電導線であり得る。別の例として、カプラ１０６は、制御量子ビット１０２を、ターゲット量子ビット１０４に、容量的に取り付ける１つまたは複数の超電導線であり得る。もう一つの例として、カプラ１０６は、制御量子ビット１０２を、ターゲット量子ビット１０４に、物理的に、または容量的に、あるいはその両方で結合する１つまたは複数のマイクロ波共振器であり得る。いずれにせよ、制御量子ビット１０２とターゲット量子ビット１０４との間のもつれを促進し得るように、カプラ１０６は、制御量子ビット１０２をターゲット量子ビット１０４に対して電磁的に結合することができる。図１は、カプラ１０６を真っすぐな単一の経路として表しているが、これは図示の容易さのための単なる非限定的な例である。当業者なら、カプラ１０６は、任意の適切な形状、サイズ、寸法、または経路数、あるいはその組合せを示し得ることを認識するであろう。
【0032】
図１には明示的に示されていないが、当業者なら、制御量子ビット１０２、ターゲット量子ビット１０４およびカプラ１０６は、任意の適切な量子計算基板上で組み立てたり製造したりされ得ることを認識するであろう。たとえば、制御量子ビット１０２、ターゲット量子ビット１０４、およびカプラ１０６は、シリコンウェーハ上で組み立てたり製造したりされ得る。その上、当業者なら、制御量子ビット１０２、ターゲット量子ビット１０４、およびカプラ１０６は、フォトリソグラフィ、堆積、または２倍角蒸発あるいはその組合せなどの任意の適切な微細加工技術またはナノ加工技術あるいはその両方によって組み立てたり製造したりされ得ることを認識するであろう。
【0033】
様々な実施形態において、制御量子ビット１０２は量子もつれゲート・トーン１０８によって駆動され得る。様々な態様において、量子もつれゲート・トーン１０８は、制御量子ビット１０２をターゲット量子ビット１０４にもつれさせることができる任意の適切なマイクロ波信号またはマイクロ波波形あるいはその両方であり得る。様々な事例において、量子もつれゲート・トーン１０８は、ωｅｎｔａｎｇｌｅとして表される任意の適切な周波数を有し得る。様々な場合において、量子もつれゲート・トーン１０８は、Ωｅｎｔａｎｇｌｅとして表される任意の適切な振幅を有し得る。図１には明示的に示されていないが、量子もつれゲート・トーン１０８は任意の適切な持続時間を有し得る。制御量子ビット１０２とターゲット量子ビット１０４との間のもつれを促進するために、量子もつれゲート・トーン１０８の周波数は、ターゲット量子ビット１０４の動作周波数と等しい（および／または、等しくない場合は、動作周波数の任意の適切な閾値マージンの範囲内にある）ことがあり得る。すなわち、ωｅｎｔａｎｇｌｅ＝ωｔａｒｇｅｔである。
【0034】
当業者なら認識するように、量子もつれゲート・トーン１０８の振幅または持続時間あるいはその両方が、量子もつれゲート・トーン１０８によって促進されるもつれのタイプを制御するように、制御可能に調節したり変調したりまたはその両方を行い得る。たとえば、場合によっては、量子もつれゲート・トーン１０８の振幅または持続時間あるいはその両方がいくらかの特定の値に設定され得ることにより、量子もつれゲート・トーン１０８が、制御量子ビット１０２およびターゲット量子ビット１０４に対してＣＮＯＴゲートを実行し得る。他の場合には、量子もつれゲート・トーン１０８の振幅または持続時間あるいはその両方が他のいくらかの特定の値に設定され得ることにより、量子もつれゲート・トーン１０８が、制御量子ビット１０２およびターゲット量子ビット１０４に対して、制御された位相ゲートを実行し得る。したがって、量子もつれゲート・トーン１０８の振幅または持続時間あるいはその両方を制御可能に調節することによって任意の適切なタイプの量子もつれ動作が達成され得る。
【0035】
図１には明示的に示されていないが、当業者なら、第１の駆動ライン（たとえば任意の適切な超電導線）を通じて制御量子ビット１０２に結合された任意の適切な電子制御回路（たとえば任意の波形発生器）が存在し得ることを認識するであろう。したがって、様々な態様において、そのような電子制御回路は量子もつれゲート・トーン１０８を生成することができ、第１の駆動ラインは、制御量子ビット１０２に量子もつれゲート・トーン１０８を送信したり搬送したりまたはその両方を行うことができる。
【0036】
様々な態様において、制御量子ビット１０２は、量子もつれゲート・トーン１０８によってシュタルク・シフトを経験する可能性がある。言い換えれば、制御量子ビット１０２は、量子もつれゲート・トーン１０８に暴露されたとき、動作周波数が、初期の動作周波数ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌからωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄと表される別の動作周波数へと変化したりシフトしたりまたはその両方を行う可能性がある。詳細には、このシュタルク・シフトは、次式によって近似的に定義され得、
ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、量子もつれゲート・トーン１０８に応答して制御量子ビット１０２が経験するシュタルク・シフトを表し、αｃｏｎｔｒｏｌは、制御量子ビット１０２の非調和性を表し、Δｅｎｔａｎｇｌｅ＝ωｅｎｔａｎｇｌｅ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、量子もつれゲート・トーン１０８の離調を表す。この式から理解され得るように、シュタルク・シフトの符号（たとえば、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ＞０か、それともωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ＜０か）は、量子もつれゲート・トーン１０８の離調符号（たとえば、Δｅｎｔａｎｇｌｅ＞０か、それともΔｅｎｔａｎｇｌｅ＜０か）に依拠し得る。つまり、シュタルク・シフトの方向（たとえば、シュタルク・シフトは、制御量子ビット１０２の動作周波数の増加を表すのか、それとも減少を表すのか）は、量子もつれゲート・トーン１０８の周波数と制御量子ビット１０２の初期の動作周波数との間の差の符号の関数であり得る（たとえば、そのような差が正数かそれとも負数かということに依拠し得る）。したがって、本明細書で説明されたように、本発明者は、量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされるシュタルク・シフトは、逆の離調符号を有する制御量子ビット１０２に別のトーンを適用することによって相殺したり打ち消したりまたはその両方を行い得ることを理解した。
【数1】
ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、量子もつれゲート・トーン１０８に応答して制御量子ビット１０２が経験するシュタルク・シフトを表し、αｃｏｎｔｒｏｌは、制御量子ビット１０２の非調和性を表し、Δｅｎｔａｎｇｌｅ＝ωｅｎｔａｎｇｌｅ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、量子もつれゲート・トーン１０８の離調を表す。この式から理解され得るように、シュタルク・シフトの符号（たとえば、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ＞０か、それともωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄ＜０か）は、量子もつれゲート・トーン１０８の離調符号（たとえば、Δｅｎｔａｎｇｌｅ＞０か、それともΔｅｎｔａｎｇｌｅ＜０か）に依拠し得る。つまり、シュタルク・シフトの方向（たとえば、シュタルク・シフトは、制御量子ビット１０２の動作周波数の増加を表すのか、それとも減少を表すのか）は、量子もつれゲート・トーン１０８の周波数と制御量子ビット１０２の初期の動作周波数との間の差の符号の関数であり得る（たとえば、そのような差が正数かそれとも負数かということに依拠し得る）。したがって、本明細書で説明されたように、本発明者は、量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされるシュタルク・シフトは、逆の離調符号を有する制御量子ビット１０２に別のトーンを適用することによって相殺したり打ち消したりまたはその両方を行い得ることを理解した。
【0037】
具体的には、様々な実施形態において、制御量子ビット１０２は、シュタルク・シフト相殺トーン１１０によってさらに駆動され得る。様々な態様において、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は、量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされるシュタルク・シフトを、打ち消したり、無効にしたり、相殺したりまたはその両方を行うことができる任意の適切なマイクロ波信号またはマイクロ波波形あるいはその両方であり得る。様々な事例において、シュタルク・シフト打消しトーン１１０は、ωＳｔａｒｋとして表される任意の適切な周波数を有し得る。様々な場合において、シュタルク・シフト打消しトーン１１０は、ΩＳｔａｒｋとして表される任意の適切な振幅を有し得る。図１には明示的に示されていないが、シュタルク・シフト打消しトーン１１０は任意の適切な持続時間を有し得る。図１には明示的に示されていないが、当業者なら、第２の駆動ライン（たとえば任意の適切な超電導線）によって制御量子ビット１０２に結合された任意の適切な電子制御回路（たとえば任意の波形発生器）が存在し得ることを認識するであろう。したがって、様々な態様において、そのような電子制御回路はシュタルク・シフト打消しトーン１１０を生成することができ、第２の駆動ラインは、制御量子ビット１０２にシュタルク・シフト打消しトーン１１０を送信したり搬送したりまたはその両方を行うことができる。
【0038】
量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされるシュタルク・シフトに対する相殺、無効化または逆作用あるいはその組合せを促進するために、量子もつれゲート・トーン１０８と同時に（および／または第１のマイクロ波トーンの任意の適切な閾値時間窓の範囲内で）制御量子ビット１０２にシュタルク・シフト相殺トーン１１０が適用され得る。その上、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の周波数は、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の離調の符号が量子もつれゲート・トーン１０８の離調の符号とは逆になるような任意の適切な値に設定され得る。すなわち、ωｅｎｔａｎｇｌｅおよびωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌが与えられたとき、ωＳｔａｒｋの値は、（ωＳｔａｒｋ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ）（ωｅｎｔａｎｇｌｅ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ）＜０となるように選択され得、（ωＳｔａｒｋ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ）＝ΔＳｔａｒｋはシュタルク・シフト相殺トーン１１０の離調を表し、（ωｅｎｔａｎｇｌｅ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ）＝Δｅｎｔａｎｇｌｅは、量子もつれゲート・トーン１０８の離調を表す。
【0039】
より具体的には、様々な態様において、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の離調符号が量子もつれゲート・トーン１０８の離調符号とは逆のとき（たとえば、ΔＳｔａｒｋΔｅｎｔａｎｇｌｅ＜０のとき）、制御量子ビット１０２の動作周波数は、シュタルク・シフト相殺トーン１１０によって、量子もつれゲート・トーン１０８によるシフト方向とは逆の方向にシフトされ得る。言い換えれば、量子もつれゲート・トーン１０８は、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌをωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄにシフトすると見なされ得、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄをωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌにシフトすると見なされ得る。したがって、様々な場合において、シュタルク・シフト相殺トーン１１０が量子もつれゲート・トーン１０８と同時に制御量子ビット１０２に適用されると、制御量子ビット１０２の、動作周波数における正味の変化がないかのようになり得る。
【0040】
その上、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は、量子もつれゲート・トーン１０８とは逆の離調符号を有し得るので、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の周波数は、量子もつれゲート・トーン１０８の周波数と等しくなく（たとえばωＳｔａｒｋ≠ωｅｎｔａｎｇｌｅ）、したがって（たとえばωｅｎｔａｎｇｌｅ＝ωｔａｒｇｅｔなので）ターゲット量子ビット１０４の動作周波数とも等しくないという場合があり得る。したがって、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は、制御量子ビット１０２とターゲット量子ビット１０４との間の望ましくないもつれを抑制することができる（たとえば、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は、その周波数がターゲット量子ビット１０４の動作周波数と一致しない非共振駆動と見なされ得る）。
【0041】
シュタルク・シフト相殺トーン１１０が、量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされたシュタルク・シフトを相殺したり打ち消したりまたはその両方を行うやり方に関してさらに明瞭にするために、図２を検討する。
【0042】
図２は、本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、駆動トーン周波数の関数としてのシュタルク・シフトを示す、例示の非限定的なグラフ２００を示す。言い換えれば、グラフ２００は、制御量子ビット１０２が駆動トーンに応答して経験するシュタルク・シフトのプロットと見なされ得る。そのようなプロットは次式で与えられ得、
ｆ（ωｄｒｉｖｅ）は、制御量子ビット１０２が特定の駆動トーンに暴露されたときの動作周波数におけるシュタルク・シフトを表し、αｃｏｎｔｒｏｌは制御量子ビット１０２の非調和性を表し、Δｄｒｉｖｅ＝ωｄｒｉｖｅ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、特定の駆動トーンの離調を表し、ωｄｒｉｖｅは特定の駆動トーンの周波数を表し、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、制御量子ビット１０２の動作周波数（たとえば遷移周波数）を表す。図２に示される非限定的な例において、制御量子ビット１０２は３００ＭＨｚの非調和性を有し得、制御量子ビット１０２は５ＧＨｚの動作周波数を有し得、特定の駆動トーンは１０ＭＨｚの振幅を有し得る。これらは単なる非限定的な例の値であることを理解されたい。
【数2】
ｆ（ωｄｒｉｖｅ）は、制御量子ビット１０２が特定の駆動トーンに暴露されたときの動作周波数におけるシュタルク・シフトを表し、αｃｏｎｔｒｏｌは制御量子ビット１０２の非調和性を表し、Δｄｒｉｖｅ＝ωｄｒｉｖｅ－ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、特定の駆動トーンの離調を表し、ωｄｒｉｖｅは特定の駆動トーンの周波数を表し、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌは、制御量子ビット１０２の動作周波数（たとえば遷移周波数）を表す。図２に示される非限定的な例において、制御量子ビット１０２は３００ＭＨｚの非調和性を有し得、制御量子ビット１０２は５ＧＨｚの動作周波数を有し得、特定の駆動トーンは１０ＭＨｚの振幅を有し得る。これらは単なる非限定的な例の値であることを理解されたい。
【0043】
示されるように、グラフ２００は、４．７ＧＨｚにおける漸近線および５ＧＨｚにおける別の漸近線を表す。ここで、５ＧＨｚにおける漸近線は、ｆ（ωｄｒｉｖｅ）の分母の項Δｄｒｉｖｅによってもたらされ得、すなわち、この非限定的な例において特定の駆動トーンが５ＧＨｚの周波数を有するとき、特定の駆動トーンの離調Δｄｒｉｖｅはゼロになり得る。その上、４．７ＧＨｚにおける漸近線は、ｆ（ωｄｒｉｖｅ）の分母の項（αｃｏｎｔｒｏｌ－Δｄｒｉｖｅ）によってもたらされ得、すなわち、この非限定的な例において特定の駆動トーンが４．７ＧＨｚの周波数を有するとき、量（αｃｏｎｔｒｏｌ－Δｄｒｉｖｅ）はゼロになり得る。
【0044】
この非限定的な例に示されるように、特定の駆動トーンが４．７ＧＨｚ～５ＧＨｚの周波数を有するとき、制御量子ビット１０２が経験するシュタルク・シフトの値は正（たとえば、４．７ＧＨｚ＜ωｄｒｉｖｅ＜５ＧＨｚであるとき、ｆ（ωｄｒｉｖｅ）＞０）であり得（たとえば制御量子ビット１０２の動作周波数が増加し得）、これは、負の離調符号に対応する（たとえば、そのような周波数は５ＧＨｚの動作周波数よりも低い）。他方では、この非限定的な例に示されるように、特定の駆動トーンが５ＧＨｚよりも高い周波数を有するとき、制御量子ビット１０２が経験するシュタルク・シフトの値は負（たとえば、５ＧＨｚ＜ωｄｒｉｖｅであるとき、ｆ（ωｄｒｉｖｅ）＜０）であり得（たとえば制御量子ビット１０２の動作周波数が減少し得）、これは、正の離調符号に対応する（たとえば、そのような周波数は５ＧＨｚの動作周波数よりも高い）。
【0045】
したがって、制御量子ビット１０２の動作周波数に正のシュタルク・シフトを引き起こす可能性がある様々な駆動周波数が存在し得、制御量子ビット１０２の動作周波数に負のシュタルク・シフトを引き起こす可能性がある他の駆動周波数が存在し得る。したがって、量子もつれゲート・トーン１０８が制御量子ビット１０２の動作周波数に正のシュタルク・シフトを引き起こす場合、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の周波数は、シュタルク・シフト相殺トーン１１０が制御量子ビット１０２の動作周波数に負のシュタルク・シフトを引き起こすように選択され得、結果として、制御量子ビット１０２の動作周波数における正味の変化はゼロになる（または非常に小さくなる）。同様に、量子もつれゲート・トーン１０８が制御量子ビット１０２の動作周波数に負のシュタルク・シフトを引き起こす場合、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の周波数は、シュタルク・シフト相殺トーン１１０が制御量子ビット１０２の動作周波数に正のシュタルク・シフトを引き起こすように選択され得、結果として、制御量子ビット１０２の動作周波数における正味の変化はゼロになる（または非常に小さくなる）。
【0046】
具体的には、グラフ２００に見られるように量子もつれゲート・トーン１０８の離調の絶対値が、制御量子ビット１０２の非調和性の絶対値未満であるとき（たとえば｜Δｅｎｔａｎｇｌｅ｜＜｜αｃｏｎｔｒｏｌ｜のとき）、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は、（１）シュタルク・シフト相殺トーン１１０が量子もつれゲート・トーン１０８とは逆の離調符号を有するように、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の周波数を選択し、（２）シュタルク・シフト相殺トーン１１０の離調の絶対値が、制御量子ビット１０２の非調和性の絶対値未満になるように（たとえば｜ΔＳｔａｒｋ｜＜｜αｃｏｎｔｒｏｌ｜となるように）、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の周波数を選択することによって、量子もつれゲート・トーン１０８とは逆方向にシュタルク・シフトを引き起こすことを保証され得る。言い換えれば、｜Δｅｎｔａｎｇｌｅ｜＜｜αｃｏｎｔｒｏｌ｜となるωｅｎｔａｎｇｌｅが与えられたとき、ωｅｎｔａｎｇｌｅとは逆の離調符号を有する少なくとも１つの周波数が存在して、ωｅｎｔａｎｇｌｅが引き起こすシュタルク・シフトを打ち消したり相殺したりまたはその両方を行うことができ、ωＳｔａｒｋに選択され得る。
【0047】
たとえば、量子もつれゲート・トーン１０８が、数字２０２によって与えられる周波数を有すると仮定する。そのような場合には、量子もつれゲート・トーン１０８は、負の離調値を有する（たとえば数字２０２が５ＧＨｚの動作周波数未満である）と見なされ得る。その上、そのような場合には、量子もつれゲート・トーン１０８は、振幅が制御量子ビット１０２の非調和性の絶対値未満である離調値を有する（たとえば数字２０２が５ＧＨｚの動作周波数から３００ＭＨｚ未満だけ離れている）と見なされ得る。さらに、そのような場合には、量子もつれゲート・トーン１０８は、制御量子ビット１０２の動作周波数に正のシュタルク・シフトを引き起こすものと見なされ得る（たとえば、グラフ２００は数字２０２においてゼロよりも大きい）。
【0048】
これらを所与として、数字２０２によって引き起こされる正のシュタルク・シフトを打ち消したり相殺したりまたはその両方を行うことができる少なくとも１つの周波数が存在する。数字２０４は、そのような周波数のうちの１つであり得る。示されるように、数字２０４によって表された周波数は、数字２０２の離調とは逆の符号である正の離調符号を有する（たとえば、数字２０４は５ＧＨｚの動作周波数よりも大きい）。なおまた、示されるように、数字２０４は、振幅が制御量子ビット１０２の非調和性の絶対値未満である離調を有する（たとえば数字２０２が５ＧＨｚの動作周波数から３００ＭＨｚ未満だけ離れている）と見なされ得る。その上、示されるように、数字２０４は、制御量子ビット１０２の動作周波数に負のシュタルク・シフトを引き起こすことができる（たとえば、グラフ２００は数字２０４においてゼロ未満である）。さらに、示されるように、数字２０４によって引き起こされる負のシュタルク・シフトの大きさは、数字２０２によって引き起こされる正のシュタルク・シフトの大きさと等しい（および／またはその大きさの任意の適切なマージンの範囲内にある）ことがあり得る。
【0049】
したがって、量子もつれゲート・トーン１０８が数字２０２に対応する周波数を有する場合には、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は数字２０４に対応する周波数を有し得る。そのような場合には、シュタルク・シフト相殺トーン１１０は、量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされる正のシュタルク・シフトを打ち消したり相殺したりまたはその両方を行う負のシュタルク・シフトを引き起こすことができると見なされ得る。そのような相殺または逆作用あるいはその両方は、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の離調の絶対値が量子もつれゲート・トーン１０８の離調の絶対値と異なる（たとえば｜ΔＳｔａｒｋ｜≠｜Δｅｎｔａｎｇｌｅ｜）場合にも促進され得ることに留意されたい。
【0050】
要するに、グラフ２００は、量子もつれゲート・トーン１０８の離調の絶対値が制御量子ビット２０２の非調和性の絶対値未満である場合は常に、量子もつれゲート・トーン１０８とは逆の離調符号を有する周波数が存在して、量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされるシュタルク・シフトを相殺したり打ち消したりまたはその両方を行うことができることを示している。そのような周波数は、シュタルク・シフト相殺トーン１１０用の周波数として選択され得る。
【0051】
様々な実施形態において、量子もつれゲート・トーン１０８またはシュタルク・シフト相殺トーン１１０あるいはその両方を生成するように、任意の適切な較正技術が実施され得る。たとえば、当業者なら認識するように、量子もつれゲート・トーン１０８の周波数は、（たとえばもつれを促進するために）ターゲット量子ビット１０４の動作周波数に等しく設定され得、量子もつれゲート・トーン１０８の振幅または持続時間あるいはその両方が、（たとえば、量子もつれゲートによって実行される任意の所望の変換を促進するように）任意の適切な値に較正され得る。なおまた、当業者ならさらに認識するように、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の周波数は、量子もつれゲート・トーン１０８とは逆の離調符号を有してシュタルク・シフト相殺トーン１１０をもたらす任意の適切な値に設定され得、シュタルク・シフト相殺トーン１１０の振幅または持続時間あるいはその両方が、量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされるシュタルク・シフトを相殺するものと識別される特定の振幅または特定の持続時間あるいはその両方まで、実験的に掃引され得る。このことは、図３を参照しながらさらに論じられる。
【0052】
図３は、本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺トーンの較正を促進することができる非限定的な方法の一例の流れ図である。
【0053】
様々な実施形態において、行為３０２は、初期の動作周波数ω０＿ｉｎｉｔｉａｌを有してターゲット量子ビットｑ１（たとえば１０４）に結合された制御量子ビットｑ０（たとえば１０２）向けに、所与の周波数ωｄｒｉｖｅおよび所与の振幅Ωｄｒｉｖｅを有する量子もつれゲート・トーン（たとえば１０８）を選択することを含むことができる。
【0054】
様々な態様において、行為３０４は、任意の適切な振幅ΩＳｔａｒｋと、量子もつれゲート・トーンに対して逆の離調符号を有する別のトーンをもたらす周波数ωＳｔａｒｋとを有する、別のトーン（たとえば１１０）を定義することを含むことができる。言い換えれば、周波数ωＳｔａｒｋは、（ωＳｔａｒｋ－ω０＿ｉｎｉｔｉａｌ）（ωｄｒｉｖｅ－ω０＿ｉｎｉｔｉａｌ）＜０となるような任意の適切な値に選択され得る。
【0055】
様々な事例において、行為３０６は、制御量子ビットに、量子もつれゲート・トーンと別のトーンとを同時に適用することを含むことができる。
【0056】
様々な場合において、行為３０８は、（たとえばラムゼー干渉法などによって）制御量子ビットの現在の動作周波数ω０＿ｃｕｒｒｅｎｔを測定することを含むことができる。
【0057】
様々な態様において、行為３１０は、｜ω０＿ｃｕｒｒｅｎｔ－ω０＿ｉｎｉｔｉａｌ｜が任意の適切な閾値未満であるかどうかを判定することを含むことができる。すなわち、行為３１０は、｜ω０＿ｃｕｒｒｅｎｔ－ω０＿ｉｎｉｔｉａｌ｜がゼロに十分近いかどうかを判定することができる。十分近いわけではないなら、方法３００は行為３１２に進むことができる。十分近ければ、方法３００は行為３１４に進むことができる。
【0058】
様々な事例において、行為３１２は、別のトーンの振幅ΩＳｔａｒｋ（または持続時間あるいはその両方）を乱すことを含むことができる。したがって、方法３００は行為３０６に戻ることができる。
【0059】
様々な場合において、行為３１４は方法３００を終了することを含むことができる。言い換えれば、行為３１４において、別のトーンが、適切に較正されたシュタルク・シフト相殺トーンと見なされる可能性がある。図３には明示的に示されていないが、行為３１４は、（たとえば、別のトーンの導入がもたらした可能性がある量子もつれゲート・トーンに対するあらゆるコヒーレンス・エラーを補正するために）量子もつれゲート・トーンまたは別のトーンあるいはその両方に対して任意の適切かつ精細な較正を実行することをさらに含み得る。
【0060】
いずれにせよ、行為３０６～３１２は、｜ω０＿ｃｕｒｒｅｎｔ－ω０＿ｉｎｉｔｉａｌ｜がゼロに十分近くなるまで繰り返され得る。当業者なら認識するように、そのような繰返し／反復は振幅掃引と見なされ得る。
【0061】
様々な態様において、方法３００は、所与の量子もつれゲート・トーンに正味ゼロのシュタルク・シフトを与えるように調整するためのやり方を説明するものと見なされ得る。
【0062】
本明細書の開示は、ここまで、（たとえば、図１～図２に示されるように）量子もつれゲート・トーン１０８によって引き起こされるシュタルク・シフトを相殺したり打ち消したりまたはその両方を行うように、シュタルク・シフト相殺トーン１１０が実施され得る様子と、（たとえば図３に示されるように）シュタルク・シフト相殺トーン１１０が較正され得る様子とを説明してきた。シュタルク・シフト相殺トーン１１０が制御量子ビット１０２の動作周波数のシュタルク・シフトを解消することができるので、制御量子ビット１０２に対してゼロ・ノイズ外挿が正確に適用され得、また、制御量子ビット１０２は、隣接した量子ビットとの動的周波数衝突を回避することができる。これらの利益が、図４～図６を参照しながらさらに説明される。
【0063】
最初にゼロ・ノイズ外挿を検討する。前述のように、また、当業者なら認識するように、ゼロ・ノイズ外挿はエラー軽減技術であり、量子ゲートが接近するゼロ・ノイズ限界を識別するようにノイズのレベルを漸進的に増減して、量子ゲートを繰返し実行することを包含している。実際には、そのような変化するノイズ・レベルは、伸縮係数のセット（たとえばスカラのセット）によって量子ゲートを時間的に繰返し伸縮し、それぞれの繰返しにおいて量子ゲートの振幅を繰返し度較正することによって達成され得る。残念ながら、ゼロ・ノイズ外挿の精度はシュタルク・シフトによって妨害される可能性がある。したがって、様々な実施形態において、ゼロ・ノイズ外挿の精度を改善するようにシュタルク・シフト相殺が実施され得る。より具体的には、量子ゲートがスケーリング係数によって伸縮される場合は常に、伸縮される量子ゲートに対応するシュタルク・シフト相殺トーンが識別／較正され得て、伸縮される量子ゲートと同時に適用され得る。このことは、図４を参照しながらさらに説明される。
【0064】
図４は、本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を用いるゼロ・ノイズ外挿の実行を促進することができる非限定的な方法４００の一例の流れ図を示す。
【0065】
様々な実施形態において、行為４０２は、ターゲット量子ビット（たとえば１０４）に結合された制御量子ビット（たとえば１０２）について、所与の振幅、所与の周波数、または所与の持続時間あるいはその組合せを有する量子もつれゲート・トーン（たとえば１０８）を選択することを含むことができる。
【0066】
様々な態様において、行為４０４は、量子もつれゲート・トーンに対してゼロ・ノイズ外挿を実行するための伸縮係数のセット（たとえばスカラのセット）を識別することを含むことができる。
【0067】
様々な事例において、行為４０６は、シュタルク・シフト相殺トーンの空セットを初期化することを含むことができる。
【0068】
様々な場合において、行為４０８は、伸縮係数のセットにおける伸縮係数のすべてが対処されたかどうかを判定すること（たとえば、伸縮係数のセットの各々について、それぞれのシュタルク・シフト相殺トーンが識別／較正されたかどうかを判定すること）を含むことができる。対処されていなければ、方法４００は行為４１０に進むことができる。対処されていれば、方法４００は行為４１８に進むことができる。
【0069】
様々な態様において、行為４１０は、伸縮係数のセットの中でまだ対処されていない伸縮係数を選択すること（たとえばそれぞれ対応するシュタルク・シフト相殺トーンがまだ識別／較正されていない伸縮係数を選択すること）を含むことができる。
【0070】
様々な事例において、行為４１２は、伸縮された量子もつれゲート・トーンをもたらすことにより、量子もつれゲート・トーンに、選択された伸縮係数を適用することを含むことができる。当業者なら認識するように、これは、量子もつれゲート・トーンの所与の周波数をターゲット量子ビットの動作周波数に固定すること、量子もつれゲート・トーンの所与の持続時間を伸縮係数によって伸縮すること、または伸縮係数による伸縮の後に量子もつれゲート・トーンによって実行された変換を維持するように、量子もつれゲート・トーンの所与の振幅を調節すること、あるいはその組合せを含むことができる。
【0071】
様々な場合において、行為４１４は、伸縮された量子もつれゲート・トーンによって引き起こされる制御量子ビットの動作周波数のシュタルク・シフトを相殺する、新規のトーン（たとえば１１０）を較正することを含むことができる。様々な場合において、そのような較正は、図３を参照しながら説明されたように促進され得る。
【0072】
様々な態様において、行為４１６は、シュタルク・シフト相殺トーンのセットに新規のトーンを追加することを含むことができる。様々な場合において、方法４００は行為４０８に戻ることができる。
【0073】
様々な事例において、行為４１８は、伸縮係数のセットおよびシュタルク・シフト相殺トーンのセットに基づいてゼロ・ノイズ外挿を実行することを含むことができる。これは、量子もつれゲート・トーンに伸縮係数のセットを適用することにより、伸縮された量子もつれゲート・トーンのセット産出することと、伸縮された量子もつれゲート・トーンのセットを用いて、制御量子ビットを、順次に、または繰返して、あるいはその両方で駆動することと、それぞれの伸縮された量子もつれゲート・トーンについて（たとえばそれぞれの繰返しについて）、シュタルク・シフト相殺トーンのセットからのそれぞれ対応するシュタルク・シフト相殺トーンを用いて、制御量子ビットを同時に駆動することとを含むことができる。
【0074】
【0075】
図５は、本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺を促進することができる、スペクテータ量子ビットを含む非限定的なシステム５００の一例のブロック図を示す。示されるように、システム５００は、システム１００と同一の構成要素を含むことができ、スペクテータ量子ビット５０２をさらに含むことができる。
【0076】
様々な実施形態において、スペクテータ量子ビット５０２は、量子ビット挙動を示すことができる任意の適切な量子計算構造または量子計算アーキテクチャあるいはその両方であり得る。たとえば、スペクテータ量子ビット５０２は、１つまたは複数のジョセフソン接合で構成されており、磁束量子ビット、電荷量子ビット、位相量子ビット、トランズモン量子ビット、またはそれらの任意の適切な変形形態、あるいはその組合せなどの超伝導量子ビットであり得る。別の例として、スペクテータ量子ビット５０２はスピン量子ビットであり得る。もう一つの例として、スペクテータ量子ビット５０２は量子ドットであり得る。いずれにせよ、スペクテータ量子ビット５０２は、任意の適切な振幅を有する動作周波数を示すことができる。説明のために、スペクテータ量子ビット５０２の動作周波数はωｓｐｅｃｔａｔｏｒと表され得る。様々な態様において、スペクテータ量子ビット５０２の動作周波数は、周波数衝突を回避するように、制御量子ビット１０２の動作周波数と異なり得、またはターゲット量子ビット１０４の動作周波数とも異なり得、あるいはその両方であり得る。すなわち、ωｓｐｅｃｔａｔｏｒ≠ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌかつωｓｐｅｃｔａｔｏｒ≠ωｔａｒｇｅｔである。
【0077】
場合によっては、スペクテータ量子ビット５０２は、制御量子ビット１０２またはターゲット量子ビット１０４あるいはその両方と同一タイプの量子ビットであり得る。他の場合には、スペクテータ量子ビット５０２は、制御量子ビット１０２またはターゲット量子ビット１０４あるいはその両方と異なるタイプの量子ビットであり得る。
【0078】
様々な態様において、スペクテータ量子ビット５０２はカプラ５０４によって制御量子ビット１０２に結合され得る。様々な事例において、カプラ５０４は、２つの量子ビットを電気的に結合することができる任意の適切な量子計算構造または量子計算アーキテクチャあるいはその両方であり得る。たとえば、カプラ５０４は、スペクテータ量子ビット５０２を、制御量子ビット１０２に、物理的に、または直接的に、あるいはその両方で取り付ける１つまたは複数の超電導線であり得る。別の例として、カプラ５０４は、スペクテータ量子ビット５０２を、制御量子ビット１０２に、容量的に取り付ける１つまたは複数の超電導線であり得る。もう一つの例として、カプラ５０４は、スペクテータ量子ビット５０２を、制御量子ビット１０２に、物理的に、または容量的に、あるいはその両方で結合する１つまたは複数のマイクロ波共振器であり得る。いずれにせよ、スペクテータ量子ビット５０２と制御量子ビット１０２との間のもつれを促進し得るように、カプラ５０４は、スペクテータ量子ビット５０２を制御量子ビット１０２に対して電磁的に結合することができる。図５は、カプラ５０４を真っすぐな単一の経路として表しているが、これは図示の容易さのための単なる非限定的な例である。当業者なら、カプラ５０４は、任意の適切な形状、サイズ、寸法、または経路数、あるいはその組合せを示し得ることを認識するであろう。
【0079】
図５には明示的に示されていないが、当業者なら、スペクテータ量子ビット５０２は、任意の適切な微細加工技術またはナノ加工技術あるいはその両方によって、制御量子ビット１０２やターゲット量子ビット１０４と同一の量子基板（たとえばシリコンウェーハ）上に、組み立てたり製造したりまたはその両方を行い得ることを認識するであろう。
【0080】
様々な態様において、ωｓｐｅｃｔａｔｏｒ＝ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄであると仮定する。言い換えれば、量子もつれゲート・トーン１０８が、シュタルク・シフト相殺トーン１１０のない状態において制御量子ビット１０２に適用されると、制御量子ビット１０２とスペクテータ量子ビット５０２との間に動的周波数衝突が生じる可能性がある。言い換えれば、量子もつれゲート・トーン１０８が、制御量子ビット１０２の動作周波数を、スペクテータ量子ビット５０２の動作周波数に等しくする（または近づけすぎる）可能性がある。しかしながら、量子もつれゲート・トーン１０８がシュタルク・シフト相殺トーン１１０と同時に制御量子ビット１０２に適用されたとき、制御量子ビット１０２の動作周波数の正味の変化がなくなり得（または非常に小さくなり得）て、制御量子ビット１０２の動作周波数がスペクテータ量子ビット５０２の動作周波数に等しくなる（または近づきすぎる）のを抑制できることを意味する。このようにして、動的周波数衝突を防止するためにシュタルク・シフト相殺が実施され得る。
【0081】
図６は、本明細書で説明された１つまたは複数の実施形態による、シュタルク・シフト相殺が適用され得る、量子ビット格子を含む非限定的なシステムの一例のブロック図を示す。
【0082】
示されるように、量子ビット格子６００が存在し得る。様々な態様において、量子ビット格子６００は、任意の適切な量子計算基板（図示せず）上に組み立てられた任意の適切なタイプの量子ビットの任意の適切な数を含むことができる。図６の非限定的な例では、量子ビット格子６００は、量子ビット６０２、量子ビット６０４、量子ビット６０６、量子ビット６０８、量子ビット６１０、量子ビット６１２、量子ビット６１４、量子ビット６１６、および量子ビット６１８といった９つの量子ビットを含むことができる。
【0083】
様々な態様において、量子ビット格子の中のそれぞれの量子ビットは、それぞれ対応する動作周波数を示し得る。たとえば、量子ビット６０２は動作周波数ω６０２を有することができ、量子ビット６０４は動作周波数ω６０４を有することができ、量子ビット６０６は動作周波数ω６０６を有することができ、量子ビット６０８は動作周波数ω６０８を有することができ、量子ビット６１０は動作周波数ω６１０を有することができ、量子ビット６１２は動作周波数ω６１２を有することができ、量子ビット６１４は動作周波数ω６１４を有することができ、量子ビット６１６は動作周波数ω６１６を有することができ、量子ビット６１８は動作周波数ω６１８を有することができる。
【0084】
様々な事例において、量子ビット格子６００の中のそれぞれの量子ビットは、最近傍の隣接した量子ビットのうちいかなるものとも異なる動作周波数を有し得る。たとえば、量子ビット６１０は、量子ビット６０４、量子ビット６０８、量子ビット６１２、および量子ビット６１６といった４つの最近傍を有すると見なされ得る。したがって、ω６１０の振幅は、ω６０４、ω６０８、ω６１２、およびω６１６のものとは異なり得る。別の例として、量子ビット６１４は、量子ビット６０８および量子ビット６１６といった２つの最近傍を有し得る。したがって、ω６１４の振幅は、ω６０８やω６１６のものとは異なり得る。もう一つの例として、量子ビット６０４は、量子ビット６０２、量子ビット６０６、および量子ビット６１０といった３つの最近傍を有し得る。したがって、ω６０４の振幅は、ω６０２、ω６０６、およびω６１０のものとは異なり得る。
【0085】
様々な態様において、動的周波数衝突を防止するように、量子ビット格子６００においてシュタルク・シフト相殺が実施され得る。たとえば、量子ビット６１０を制御量子ビットとして扱い、量子ビット６１２をターゲット量子ビットとして扱うことが望まれると仮定する。そのような場合には、量子ビット６１０は、ω６１２と等しい（および／またはω６１２の任意の適切な閾値マージンの範囲内にある）周波数を有する、量子もつれゲート・トーンによって駆動され得る。その上、量子ビット６１０は、その量子もつれゲート・トーンに対して逆の離調符号を有するシュタルク・シフト相殺トーンによって同時に駆動され得る（たとえば、そのようなシュタルク・シフト相殺トーンは、図３を参照しながら上記で説明されたように較正され得る）。したがって、量子もつれゲート・トーンは、量子ビット６１０と量子ビット６１２との間に所望のもつれを引き起こすことができ、シュタルク・シフト相殺トーンは、量子ビット６１０の動作周波数（たとえばω６１０）が正味のシフトを経験するのを防止することができる。したがって、シュタルク・シフト相殺トーンは、量子ビット６１０の最近傍の動作周波数と量子ビット６１０の動作周波数とが衝突するのを防止する（たとえば、ω６１０が、ω６０４、ω６０８、ω６１２、またはω６１６に近づきすぎるのを防止する）と考えられ得る。
【0086】
別の例として、量子ビット６０８を制御量子ビットとして扱い、量子ビット６１４をターゲット量子ビットとして扱うことが望まれると仮定する。そのような場合には、量子ビット６０８は、ω６１４と等しい（および／またはω６１４の任意の適切な閾値マージンの範囲内にある）周波数を有する、量子もつれゲート・トーンによって駆動され得る。その上、量子ビット６０８は、その量子もつれゲート・トーンに対して逆の離調符号を有するシュタルク・シフト相殺トーンによって同時に駆動され得る（たとえば、そのようなシュタルク・シフト相殺トーンは、図３を参照しながら上記で説明されたように較正され得る）。したがって、量子もつれゲート・トーンは、量子ビット６０８と量子ビット６１４との間に所望のもつれを引き起こすことができ、シュタルク・シフト相殺トーンは、量子ビット６０８の動作周波数（たとえばω６０８）が正味のシフトを経験するのを防止することができる。したがって、シュタルク・シフト相殺トーンは、量子ビット６０８の最近傍の動作周波数と量子ビット６０８の動作周波数とが衝突するのを防止する（たとえば、ω６０８が、ω６０２、ω６１０、またはω６１４に近づきすぎるのを防止する）と考えられ得る。
【0087】
このようにして、量子もつれゲート・トーンによって引き起こされるシュタルク・シフトを抑制することによって量子ビット格子６００における動的周波数衝突を防止するために、量子ビット格子６００における、一方が制御量子ビットであって他方がターゲット量子ビットである所与の対の量子ビットと、そのような対の量子ビットに適用することが望まれる所与の量子もつれゲートとに対して、独特なシュタルク・シフト相殺トーンを、較正して、所与の量子もつれゲート・トーンと同時に制御量子ビットに適用することができる。場合によっては、そのようなシュタルク・シフト相殺トーンの各々に対して、独特な周波数または別個の周波数あるいはその両方が使用され得る。しかしながら、他の場合には、そのようなシュタルク・シフト相殺トーンの各々について、共通の周波数が使用され得、そのようなシュタルク・シフト相殺トーンの各々が、独特な振幅または持続時間あるいはその両方を有する。たとえば、量子ビット格子６００の中のすべての制御量子ビットが、その所望のターゲット量子ビットよりも高い動作周波数を有する場合には、シュタルク・シフト相殺トーンの各々について、量子ビット格子６００における最高の動作周波数よりも高い単一の周波数が共通の周波数に選択され得る。他方では、量子ビット格子６００の中のすべての制御量子ビットが、その所望のターゲット量子ビットよりも低い動作周波数を有する場合には、シュタルク・シフト相殺トーンの各々について、量子ビット格子６００における最低の動作周波数よりも低い単一の周波数が共通の周波数に選択され得る。いずれか場合にも、共通の周波数は、それぞれのシュタルク・シフト相殺トーンが、その対応する量子もつれゲート・トーンに対して逆の離調符号を有することを保証し得る。
【0088】
図６の量子ビット格子６００は、規則的かつ直線的な配列を有するように示されているが、これは単なる非限定的な例である。様々な場合において、量子ビット格子６００は、任意の適切なやり方で要求通りに配列され得る。
【0089】
【0090】
最初に方法７００を検討する。様々な実施形態において、行為７０２は、ターゲット量子ビット（たとえば１０４）に結合された制御量子ビット（たとえば１０２）に第１のトーン（たとえば１０８）を適用することを含むことができる。様々な場合において、第１のトーンは、制御量子ビットをターゲット量子ビットにもつれさせることができる。
【0091】
様々な態様において、行為７０４は、制御量子ビットに、第１のトーンと同時に第２のトーン（たとえば１１０）を適用することを含むことができる。様々な場合において、第２のトーンは、第１のトーンとは逆の離調符号を有し得る。
【0092】
図７には明示的に示されていないが、第１のトーンは、制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こす（たとえば、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌをωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄにシフトする）可能性があり、第２のトーンはシュタルク・シフトを相殺する（たとえば、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄをωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌに戻す）ことができる。
【0093】
図７には明示的に示されていないが、方法７００は、（たとえば、図３を参照しながら説明されたように）逆の離調符号に従って第２のトーンの周波数（たとえばωＳｔａｒｋ）を固定して、第２のトーンの振幅（たとえばΩＳｔａｒｋ）を、制御量子ビットの動作周波数のシュタルク・シフトが無効になるまで掃引することにより、第２のトーンを較正することをさらに含むことができる。
【0094】
図７には明示的に示されていないが、スペクテータ量子ビット（たとえば５０２）が制御量子ビットに結合され得て、第２のトーンは、スペクテータ量子ビットの動作周波数（たとえばωｓｐｅｃｔａｔｏｒ）と制御量子ビットの動作周波数が動的に衝突するのを防止することができる。
【0095】
図７には明示的に示されていないが、第１のトーンは、（たとえば図４を参照しながら説明されたような）ゼロ・ノイズ外挿手順中に制御量子ビットに順次に適用される、時間伸縮された複数のトーンのうち１つであり得る。
【0096】
次に図８を検討する。様々な実施形態において、行為８０２は、ターゲット量子ビット（たとえば１０４）に結合された制御量子ビット（たとえば１０２）に第１のトーン（たとえば１０８）を適用することを含むことができる。様々な場合において、第１のトーンは、制御量子ビットの動作周波数にシュタルク・シフトを引き起こす（たとえば、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌをωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄにシフトする）可能性がある。
【0097】
様々な態様において、行為８０４は、制御量子ビットに、第２のトーン（たとえば１１０）を適用することを含むことができる。様々な場合において、第２のトーンはシュタルク・シフトを打ち消す（たとえば、ωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｓｈｉｆｔｅｄをωｃｏｎｔｒｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌに戻す）ことができる。
【0098】
図８には明示的に示されていないが、第２のトーンは第１のトーンとは逆の離調符号を有し得る。
【0099】
図８には明示的に示されていないが、第２のトーンは第１のトーンと同時に適用され得る。
【0100】
図８には明示的に示されていないが、第１のトーンの周波数と制御量子ビットの動作周波数との第１の絶対値差（たとえば、第１のトーンの離調の絶対値｜Δｅｎｔａｎｇｌｅ｜）は、制御量子ビットの非調和性の絶対値（たとえば｜αｃｏｎｔｒｏｌ｜）未満であり得、第２のトーンの周波数と制御量子ビットの動作周波数との第２の絶対値差（たとえば、第２のトーンの離調の絶対値｜ΔＳｔａｒｋ｜）は、制御量子ビットの非調和性の絶対値未満であり得る。
【0101】
図８には明示的に示されていないが、第２のトーンは、制御量子ビットの動作周波数が、隣接した量子ビット（たとえば５０２）の動作周波数と衝突するのを防止することができる。
【0102】
本明細書で説明された様々な実施形態は、シュタルク・シフト相殺を促進するためのシステムまたは技術あるいはその両方を含む。詳細には、制御量子ビットに量子もつれゲート・トーンが適用される場合は常に、量子もつれゲート・トーンによって引き起こされるシュタルク・シフトを相殺したり取り消したりまたはその両方を行うために、制御量子ビットにシュタルク・シフト相殺トーンが同時に適用され得る。具体的には、これは、シュタルク・シフト相殺トーンが量子もつれゲート・トーンに対して逆の離調符号を有するようにシュタルク・シフト相殺トーンの周波数を設定する（たとえば、シュタルク・シフト相殺トーンの離調を正にして、量子もつれゲート・トーンの離調を負にするか、またはシュタルク・シフト相殺トーンの離調を負にして、量子もつれゲート・トーンの離調を正にする）ことによって促進され得る。したがって、あらゆる所望の量子もつれゲート・トーンに対して、それぞれ対応するシュタルク・シフト相殺トーンが、量子もつれゲート・トーンを正味ゼロのシュタルク・シフトに調整するように較正され得る。そのようなシュタルク・シフト相殺は、動的周波数衝突を防止することができ、ゼロ・ノイズ外挿のより正確な実行を可能にすることができる。したがって、本明細書で説明された様々な実施形態は、量子計算の分野における具体的かつ有体の技術的な改善を確実に構成する。
【0103】
当業者なら、本明細書の開示は、主題の技術革新の様々な実施形態の非限定的な例を説明するものであることを認識するであろう。本明細書の開示の様々な部分が、主題の技術革新の様々な実施形態について論じるとき、記述または説明あるいはその両方の容易さのために「各」という用語を利用している。当業者なら、「各」という用語のそのような利用が非限定的な例であることを認識するであろう。言い換えれば、本明細書の開示が、いくつかの特定の対象物や構成要素の「各々」に適用される説明を提供するとき、これは、主題の技術革新の様々な実施形態の非限定的な例であることが理解されるべきであり、主題の技術革新の様々な他の実施形態において、そのような説明が当てはまる事例は、特定の対象物や構成要素またはその両方の「各々」よりも少ない可能性があることがさらに理解されるべきである。
【0104】
本明細書で説明された様々な実施形態に関する追加の文脈を提供するために、図９および以下の議論は本明細書で説明された実施形態の様々な実施形態が実施され得る適切なコンピュータ環境９００の簡単な概要を提供するように意図されている。実施形態は、上記で、１つまたは複数のコンピュータ上で動作することができるコンピュータ実行可能命令の一般的な状況において説明されているが、当業者なら、他のプログラム・モジュールとの組合せ、またはハードウェアとソフトウェアの組合せ、あるいはその両方として、実施され得ることも認識するであろう。
【0105】
一般に、プログラム・モジュールは、データ構造など特定のタスクを実行するかまたは特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、コンポーネントを含む。なおまた、当業者なら、本発明の方法は、各々が１つまたは複数の関連するデバイスに対して動作可能に結合され得る、単一のプロセッサまたは多重プロセッサのコンピュータ・システム、ミニコンピュータ、メインフレーム・コンピュータ、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイス、分散コンピューティング・システム、ならびにパーソナル・コンピュータ、携帯用コンピューティング・デバイス、マイクロプロセッサ・ベースまたはプログラム可能な民生用電子機器などを含む他のコンピュータ・システム構成で実施され得ることを認識するであろう。
【0106】
本明細書の図示の実施形態は、通信ネットワークを通じてリンクされた遠隔処理装置によって特定のタスクを実行する分散コンピューティング環境でも実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラム・モジュールは、ローカル記憶装置とリモート記憶装置の両方に配置され得る。
【0107】
コンピューティング・デバイスは、一般的には、コンピュータ可読記憶媒体、機械可読記憶媒体、または通信媒体あるいはその組合せを含み得る様々な媒体を含み、本明細書では、これらの用語のうち２つは、以下のように互いに異なって使用される。コンピュータ可読記憶媒体または機械可読記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る揮発性媒体と不揮発性媒体の両方を含む、取外し可能または取外し不能な任意の利用可能な記憶媒体であり得る。限定ではなく例として、コンピュータ可読記憶媒体または機械可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令または機械可読命令、プログラム・モジュール、構造化データまたは非構造化データなどの情報を記憶するための任意の方法または技術に関連して実施され得る。
【0108】
コンピュータ可読記憶媒体は、それだけではないが、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリまたは他の記憶技術、コンパクト・ディスクを使った読出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ・ディスク（ＢＤ）または他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、ソリッド・ステート・ドライブまたは他の固体記憶装置、あるいは、所望の情報を記憶するために使用され得る他の有体の媒体もしくは非一時的媒体またはその両方を含むことができる。この点に関して、本明細書で、記憶装置、メモリまたはコンピュータ可読媒体に対する修飾語として適用される「有体」または「非一時的」という用語は、伝搬する一時的な信号自体のみを除外するものと理解されるべきであり、伝搬する一時的な信号自体ではないすべての標準的な記憶装置、メモリまたはコンピュータ可読媒体に対する権利を放棄するものではない。
【0109】
コンピュータ可読記憶媒体は、媒体に記憶された情報に対する様々な動作のために、１つまたは複数ローカルまたはリモートのコンピューティング・デバイスによって、たとえば、アクセス要求、クエリまたは他のデータ検索プロトコルによってアクセスされ得る。
【0110】
通信媒体は、一般的にはコンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュールまたは他の構造化データもしくは非構造化データを、たとえば搬送波または他の伝送手段といった、変調されたデータ信号などのデータ信号で具現するものであり、任意の情報の配信媒体または伝送媒体を含む。「変調されたデータ信号」または信号という用語は、その特性のうち１つまたは複数が、情報を１つまたは複数の信号に符号化するようなやり方で設定または変化された信号を指す。限定ではなく例として、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体、および音響、ＲＦ、赤外線および他の無線媒体などの無線媒体を含む。
【0111】
再び図９を参照して、本明細書で説明された態様の様々な実施形態を実施するための例示の環境９００は、処理ユニット９０４、システム・メモリ９０６およびシステム・バス９０８を含んでいるコンピュータ９０２を含む。システム・バス９０８は、処理ユニット９０４に、システム・メモリ９０６などを含むシステム・コンポーネントを結合する。処理ユニット９０４は、様々な市販のプロセッサのうち任意のものであり得る。デュアル・マイクロプロセッサや他の多重プロセッサ・アーキテクチャも処理ユニット９０４として採用され得る。
【0112】
システム・バス９０８は、様々な市販のバス・アーキテクチャのうち任意のものを使用して、（メモリコントローラの有無に関わらず）メモリ・バスに周辺バスやローカル・バスをさらに相互に接続することができるいくつかのタイプのバス構造のうち任意のものであり得る。システム・メモリ９０６は、ＲＯＭ ９１０およびＲＡＭ ９１２を含む。基本入出力システム（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに記憶され得、起動中などに、コンピュータ９０２の内部要素との間の情報伝達を支援する基本ルーチンを含有している。ＲＡＭ ９１２は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭなどの高速ＲＡＭも含むこともできる。
【0113】
コンピュータ９０２は、内蔵ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）９１４（たとえば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）、１つまたは複数の外部記憶装置９１６（たとえば、磁気フロッピ・ディスク・ドライブ（ＦＤＤ）、メモリ・スティックまたはフラッシュ・ドライブ・リーダ、メモリ・カード・リーダなど）、および、たとえば、ソリッド・ステート・ドライブ、光ディスク・ドライブなどのドライブ９２０をさらに含み、これらはＣＤ－ＲＯＭディスク、ＤＶＤ、ＢＤ、などのディスク９２２との間で読出しや書込みが可能である。あるいは、ソリッド・ステート・ドライブが包含される場合には、ディスク９２２は分離していなければ含まれないであろう。内部ＨＤＤ ９１４は、コンピュータ９０２の内部に配置されるように示されているが、適切なシャーシ（図示せず）の中での外部使用向けに構成され得る。加えて、環境９００には示されていないが、ＨＤＤ ９１４に加えて、またはその代わりに、ソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）が使用され得る。ＨＤＤ ９１４、外部記憶装置９１６、およびドライブ９２０は、それぞれ、ＨＤＤインターフェース９２４、外部記憶装置インターフェース９２６、およびドライブ・インターフェース９２８によって、システム・バス９０８に接続され得る。外部ドライブの実装のためのインターフェース９２４は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）および電気電子学会（ＩＥＥＥ）１３９４インターフェース技術の少なくとも一方または両方を含むことができる。他の外部ドライブ接続技術は、本明細書で説明された実施形態の企図の範囲内にある。
【0114】
ドライブおよびそれらの関連するコンピュータ可読記憶媒体は、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令などの不揮発性記憶装置を提供する。コンピュータ９０２については、ドライブおよび記憶媒体は、適切なデジタル形式における任意のデータの記憶装置に適応する。上記のコンピュータ可読記憶媒体の説明は、それぞれのタイプの記憶装置を指すが、当業者なら、コンピュータ可読の他のタイプの記憶媒体も、現存のものであれ将来開発されるものであれ、例示の動作環境においても使用され得、また、任意のそのような記憶媒体が、本明細書で説明された方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含有し得ることを認識するはずである。
【0115】
ドライブおよびＲＡＭ ９１２には、オペレーティング・システム９３０、１つまたは複数のアプリケーション・プログラム９３２、他のプログラム・モジュール９３４およびプログラム・データ９３６を含むいくつかのプログラム・モジュールが記憶され得る。オペレーティング・システム、アプリケーション、モジュール、またはデータあるいはその組合せのすべてまたは一部を、ＲＡＭ ９１２にキャッシュすることもできる。本明細書で説明されたシステムおよび方法は、様々な市販のオペレーティング・システムまたはオペレーティング・システムの組合せを利用して実施され得る。
【0116】
コンピュータ９０２は、任意選択でエミュレーション技術を含むことができる。たとえば、ハイパーバイザ（図示せず）または他の仲介物がオペレーティング・システム９３０のハードウェア環境をエミュレートすることができ、エミュレートされたハードウェアは、任意選択で、図９に示されたハードウェアとは異なり得る。そのような実施形態では、オペレーティング・システム９３０は、コンピュータ９０２においてホスティングされた複数の仮想マシン（ＶＭ）のうち１つを備えることができる。その上、オペレーティング・システム９３０は、アプリケーション９３２のために、Ｊａｖａ（Ｒ）ランタイム環境または．ＮＥＴフレームワークなどのランタイム環境を提供することができる。ランタイム環境は、一貫した実行環境であり、ランタイム環境を含む任意のオペレーティング・システム上でアプリケーション９３２を実行することを可能にするものである。同様に、オペレーティング・システム９３０は、コンテナをサポートすることができ、コンテナは、軽量なスタンドアロンの実行可能なソフトウェアのパッケージであって、たとえば、コード、ランタイム、システム・ツール、システム・ライブラリおよびアプリケーションの設定を含むものであり、アプリケーション９３２は、コンテナの形をとることができる。
【0117】
さらに、コンピュータ９０２は、信頼できる処理モジュール（ＴＰＭ）などのセキュリティ・モジュールを有効化することができる。たとえば、ＴＰＭを用いると、ブート・コンポーネントは、次のブート・コンポーネントをハッシュして、その結果が保護された値と一致するかどうかを確認してから、次のブート・コンポーネントをロードする。このプロセスは、コンピュータ９０２のコード実行スタックの任意のレイヤで行われ得て、たとえばアプリケーション実行レベルまたはオペレーティング・システム（ＯＳ）のカーネル・レベルで適用され得、それによって、コード実行の任意のレベルでセキュリティを有効にする。
【0118】
ユーザは、たとえばキーボード９３８、タッチ・スクリーン９４０、およびマウス９４２などのポインティング・デバイスといった１つまたは複数の有線／無線の入力装置によって、コンピュータ９０２に命令や情報を入力することができる。他の入力装置（図示せず）は、マイクロフォン、赤外線（ＩＲ）遠隔制御、無線周波数（ＲＦ）遠隔制御、または他の遠隔制御、ジョイスティック、仮想現実コントローラまたは仮想現実ヘッドセットあるいはその両方、ゲーム・パッド、スタイラス・ペン、たとえばカメラといった画像入力装置、ジェスチャ・センサ入力装置、視覚動作センサ入力装置、感情または顔の検知デバイス、たとえば指紋または虹彩スキャナといった生体認証入力装置などを含むことができる。これらの入力装置や他の入力装置は、多くの場合、システム・バス９０８に結合可能な入力装置インターフェース９４４を介して処理ユニット９０４に接続されるが、並列ポート、ＩＥＥＥ １３９４シリアル・ポート、ゲーム・ポート、ＵＳＢポート、ＩＲインターフェース、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（Ｒ）インターフェースなどの他のインターフェースによって接続され得る。
【0119】
モニタ９４６または他のタイプの表示装置も、ビデオ・アダプタ９４８などのインターフェースを介してシステム・バス９０８に接続され得る。コンピュータは、モニタ９４６に加えて、一般的には、スピーカ、プリンタなどの他の周辺出力装置（図示せず）を含む。
【0120】
コンピュータ９０２は、論理的接続を使用して、リモート・コンピュータ９５０などの１つまたは複数のリモート・コンピュータに対する有線通信または無線通信あるいはその両方によって、ネットワーク化された環境で動作することができる。リモート・コンピュータ９５０は、ワークステーション、サーバ・コンピュータ、ルータ、パーソナル・コンピュータ、携帯型コンピュータ、マイクロプロセッサ・ベースの娯楽器具、ピア装置または他の共通ネットワーク・ノードであり得、一般的には、コンピュータ９０２に関連して説明された要素のうち多数またはすべてを含むが、簡潔さのためにメモリ／記憶装置９５２のみが示されている。表された論理的接続は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）９５４、またはたとえば広域ネットワーク（ＷＡＮ）９５６といったより大規模なネットワーク、あるいはその両方に対する有線／無線の接続性を含む。そのようなＬＡＮおよびＷＡＮのネットワーク環境は、オフィスや企業において一般的であり、イントラネットなどの企業全体のコンピュータ・ネットワークを促進し、たとえばインターネットといったグローバル通信ネットワークに接続することができる。
【0121】
コンピュータ９０２は、ＬＡＮネットワーク環境において使用されるとき、有線または無線あるいはその両方の通信ネットワーク・インターフェースまたはアダプタ９５８を介してローカル・ネットワーク９５４に接続され得る。アダプタ９５８は、ＬＡＮ ９５４に対する有線または無線の通信を促進することができ、ＬＡＮ ９５４は、アダプタ９５８と無線モードで通信するように配設された無線アクセスポイント（ＡＰ）も含むこともできる。
【0122】
コンピュータ９０２は、ＷＡＮネットワーク環境において使用されるとき、モデム９６０を含み得、またはインターネットなどによってＷＡＮ ９５６にわたる通信を確立するための他の手段を介してＷＡＮ ９５６上の通信サーバに接続され得る。有線または無線のデバイスのモデム９６０は、内部または外部にあり得、入力装置インターフェース９４４を介してシステム・バス９０８に接続され得る。ネットワーク化された環境では、プログラム・モジュールは、コンピュータ９０２またはその一部に関連して表され、遠隔のメモリ／記憶装置９５２に記憶され得る。示されたネットワーク接続は例示であり、コンピュータとの間の通信リンクを確立する他の手段が使用され得ることが理解されよう。
【0123】
コンピュータ９０２は、ＬＡＮまたはＷＡＮのネットワーク環境で使用されたとき、上記で説明された外部記憶装置９１６加えて、またはその代わりに、それだけではないが、記憶装置または情報処理の１つまたは複数の態様を提供するネットワーク仮想マシンなどのクラウド記憶システムまたは他のネットワーク・ベースの記憶システムにアクセスすることができる。一般に、コンピュータ９０２とクラウド記憶システムとの間の接続は、たとえばアダプタ９５８またはモデム９６０によって、それぞれＬＡＮ ９５４またはＷＡＮ ９５６を通じて確立され得る。外部記憶インターフェース９２６は、関連するクラウド記憶システムにコンピュータ９０２を接続すると、アダプタ９５８またはモデム９６０あるいはその両方の支援を得て、クラウド記憶システムによって提供される記憶装置を他のタイプの外部記憶装置と同様に管理する。たとえば、外部記憶装置インターフェース９２６は、クラウド記憶ソースに対して、クラウド記憶ソースがコンピュータ９０２に物理的に接続されているかのようにアクセスを提供するように構成され得る。
【0124】
コンピュータ９０２は、たとえば、プリンタ、スキャナ、デスクトップ・コンピュータまたは携帯型コンピュータあるいはその両方、携帯用情報端末、通信衛星、無線で検知可能なタグに関連付けられた任意の機器または場所（たとえば、キオスク、ニュース・スタンド、店頭棚など）、および電話といった、無線通信で動作可能に配設された任意の無線デバイスまたはエンティティと通信するように機能することができる。これは、ワイヤレス・フィデリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）およびＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（Ｒ）無線技術を含むことができる。したがって、通信は、従来のネットワークと同様に事前に定義された構造、または単純に少なくとも２つのデバイスの間のアドホック通信であり得る。
【0125】
次に図１０を参照して、実例となるクラウド・コンピュータ環境１０００が表されている。示されるように、クラウド・コンピュータ環境１０００は１つまたは複数のクラウド計算ノード１００２を含み、これと、クラウド・コンシューマによって使用される、たとえば個人用デジタル情報処理端末（ＰＤＡ）または携帯電話１００４、デスクトップ・コンピュータ１００６、ラップトップ・コンピュータ１００８、または自動車コンピュータ・システム１０１０あるいはその組合せなどのローカル・コンピューティング・デバイスが通信し得る。ノード１００２は互いに通信し得る。ノード１００２は、プライベート、コミュニティ、パブリック、または上記で説明されたハイブリッド・クラウドなどの１つまたは複数のネットワークに物理的または仮想的にグループ化され得（図示せず）、またはそれらの組合せであり得る。これによって、クラウド・コンピュータ環境１０００が、インフラストラクチャ、プラットフォームまたはソフトウェアあるいはその組合せをサービスとして提供することが可能になり、クラウド・コンシューマは、ローカル・コンピューティング・デバイス上にリソースを維持する必要がない。図１０に示されたコンピューティング・デバイス１００４～１０１０のタイプは例示のみを意図しており、また、計算ノード１００２およびクラウド・コンピュータ環境１０００は、（たとえばウェブ・ブラウザを使用して）任意のタイプのネットワークまたはネットワーク・アドレス可能な接続あるいはその両方を通じて、任意のタイプのコンピュータ化されたデバイスと通信可能であることが理解される。
【0126】
次に図１１を参照して、クラウド・コンピュータ環境１０００（図１０）によってもたらされる機能的な抽象層のセットが示されている。本明細書で説明された他の実施形態で採用されている類似の要素の繰返しの説明は、簡潔さのために省略される。図１１に示されるコンポーネント、層、および機能は、例示のみを意図しており、本発明の実施形態を限定するものではないことをあらかじめ理解されたい。表されるように、以下の層および対応する機能が提供される。
【0127】
ハードウェアおよびソフトウェアの層１１０２は、ハードウェア・コンポーネントおよびソフトウェア・コンポーネントを含む。ハードウェア・コンポーネントの例は、メインフレーム１１０４、ＲＩＳＣ（縮小命令セット・コンピュータ）アーキテクチャ・ベースのサーバ１１０６、サーバ１１０８、ブレード・サーバ１１１０、記憶装置１１１２、ならびにネットワークおよびネットワーキング・コンポーネント１１１４を含む。いくつかの実施形態では、ソフトウェア・コンポーネントは、ネットワーク・アプリケーション・サーバ・ソフトウェア１１１６およびデータベース・ソフトウェア１１１８を含む。
【0128】
仮想化層１１２０が抽象層を提供し、抽象層から、仮想サーバ１１２２、仮想記憶装置１１２４、仮想プライベート・ネットワーク、仮想のアプリケーションおよびオペレーティング・システム１１２８、および仮想クライアント１１３０を含む仮想ネットワーク１１２６といった仮想エンティティの例が提供され得る。
【0129】
一例では、管理層１１３２は、以下で説明される機能を提供し得る。リソース・プロビジョニング１１３４は、クラウド・コンピュータ環境の中でタスクを実行するために利用されるコンピューティング・リソースおよび他のリソースの動的調達を提供する。計量および価格設定１１３６は、クラウド・コンピュータ環境の中でリソースが利用されるときのコスト追跡、ならびにこれらのリソースの消費に対する請求またはインボイスを提供する。一例では、これらのリソースは、アプリケーション・ソフトウェア・ライセンスを含み得る。セキュリティは、データおよび他のリソースの保護に加えて、クラウド・コンシューマおよびタスクの識別情報検証も提供する。ユーザ・ポータル１１３８は、コンシューマおよびシステム管理者用のクラウド・コンピュータ環境に対するアクセスを提供する。サービス・レベル管理１１４０は、必要なサービス・レベルが満たされるように、クラウド・コンピューティング・リソースの割当ておよび管理を提供する。サービス・レベル契約（ＳＬＡ）の計画および履行１１４２は、ＳＬＡに従って将来の要件が予想されるクラウド・コンピューティング・リソースの事前準備および調達を提供する。
【0130】
ワークロード層１１４４は、クラウド・コンピュータ環境が利用され得る機能の例を提供する。ワークロード層１１４４から提供され得るワークロードおよび機能の例は、マッピングおよびナビゲーション１１４６、ソフトウェアの開発およびライフサイクルの管理１１４８、仮想教室の教育配信１１５０、データ分析処理１１５２、トランザクション処理１１５４、および差分プライバシー連合学習処理１１５６を含む。本発明の様々な実施形態は、図１０および図１１を参照しながら説明されたクラウド・コンピュータ環境を利用して、本明細書で説明された様々な実施形態に応じて１つまたは複数の差分プライバシー連合学習プロセスを実行する。
【0131】
本発明は、任意の可能な技術的詳細レベルの集積化におけるシステム、方法、装置またはコンピュータ・プログラム製品あるいはその組合せであり得る。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置によって使用するための命令を保持したり記憶したりすることができる有体の装置であり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、それだけではないが、たとえば電子記憶装置、磁気記憶装置、光記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、またはこれらの任意の適切な組合せであり得る。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的なリストは、携帯型コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、静的ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、携帯用のコンパクト・ディスクを使った読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピ・ディスク、命令を記録したパンチカードまたは溝にある突起などの機械的に符号化されたデバイス、およびこれらの任意の適切な組合せも含むことができる。本明細書で使用されるコンピュータ可読記憶媒体自体は、電波または他の自由に伝搬する電磁波、導波管または他の伝送媒体によって伝搬させる電磁波（たとえば光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）、あるいは電線を通って伝送される電気信号などの一時的な信号であると解釈されるべきではない。
【0132】
本明細書で説明されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体から、たとえばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワークまたは無線ネットワークあるいはその組合せといったネットワークを介して、それぞれの演算装置／処理装置または外部コンピュータもしくは外部記憶装置にダウンロードされ得る。ネットワークは、銅の伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータまたはエッジ・サーバあるいはその組合せを備えることができる。それぞれの演算装置／処理装置におけるネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受け取って、それぞれの演算装置／処理装置の内部のコンピュータ可読記憶媒体に記憶させるように転送する。本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路設計のための構成データ、あるいはＳｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラム言語、および「Ｃ」プログラム言語または類似のプログラム言語などの手続型プログラム言語を含む１つまたは複数のプログラム言語の任意の組合せで記述されたソース・コードまたはオブジェクト・コードのいずれかであり得る。コンピュータ可読プログラム命令は、スタンドアロンのソフトウェア・パッケージとして、ユーザのコンピュータ上ですべて実行してよく、部分的にユーザのコンピュータ上で実行してよく、一部をユーザのコンピュータで実行し、一部を遠隔コンピュータ上で実行してよく、または遠隔のコンピュータまたはサーバ上ですべて実行することができる。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続され得、または（たとえばインターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに接続され得る。いくつかの実施形態では、たとえば、プログラム可能論理回路、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラム可能論理アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路が、本発明の態様を実行するために、電子回路をパーソナライズするコンピュータ可読プログラム命令の利用状態情報によってコンピュータ可読プログラム命令を実行することができる。
【0133】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品の流れ図またはブロック図あるいはその両方を参照しながら本明細書で説明されている。流れ図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、ならびに流れ図またはブロック図あるいはその両方のブロックの組合せは、コンピュータ可読プログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサによって実行する命令が、流れ図またはブロック図あるいはその両方のブロックで規定された機能／行為を実施するための手段を生成するように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはマシンを製作するための他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに供給され得る。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体が、流れ図またはブロック図あるいはその両方のブロックおいて規定された機能／行為の態様を実施する命令を含む製品を備えるように、コンピュータ、プログラム可能なデータ処理装置、または特定のやり方で機能する他の装置、あるいはその組合せに指示することができるコンピュータ可読記憶媒体に記憶されることも可能である。コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他の装置において実行する命令が、流れ図またはブロック図あるいはその両方のブロックで規定された機能／行為を実施するために、コンピュータ、他のプログラム可能な装置、または他の装置において一連の動作の行為を実行して、コンピュータ実施プロセスを生成するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他の装置にロードされることも可能である。
【0134】
流れ図およびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装形態の、アーキテクチャ、機能性、および動作を示すものである。この点に関して、流れ図またはブロック図の各ブロックは、規定された論理関数を実施するための１つまたは複数の実行命令を含む命令の、モジュール、セグメント、または一部を表し得る。いくつかの代替実装形態では、ブロックで指示された機能は、図の中で指示された順序から外れて生じ得る。たとえば、連続して示された２つのブロックは、実際には、包含されている機能性に依拠して、実質的に同時に実行され得、時には逆の順序で実行され得る。ブロック図または流れ図あるいはその両方の各ブロック、ならびにブロック図または流れ図あるいはその両方におけるブロックの組合せは、規定された機能または行為あるいは特殊目的のハードウェアとコンピュータ命令との組合せを実行する、特殊目的のハードウェア・ベースのシステムによって実施され得ることも注目されよう。
【0135】
主題は、上記で、１つまたは複数のコンピュータ上で実行するコンピュータ・プログラム製品のコンピュータ実行可能命令の一般的な状況において説明されているが、当業者なら、本開示が他のプログラム・モジュールと組み合わせて実施され得ることも認識するであろう。一般に、プログラム・モジュールは、データ構造など特定のタスクを実行したり特定の抽象データ型を実施したりするルーチン、プログラム、コンポーネントを含む。なおまた、当業者なら、本発明のコンピュータ実施方法は、単一プロセッサまたはマルチプロセッサのコンピュータ・システム、ミニコンピューティング・デバイス、メインフレーム・コンピュータ、ならびに、コンピュータ、携帯用コンピューティング・デバイス（たとえば、ＰＤＡ、電話）、マイクロプロセサ・ベースまたはプログラム可能な消費者用または産業用の電子回路などを含む他のコンピュータ・システム構成で実施され得ることを認識するであろう。図示の態様は、通信ネットワークを通じてリンクされた遠隔処理装置によってタスクを実行する分散コンピューティング環境でも実施され得る。しかしながら、本開示の態様の、すべてではなくとも一部が、スタンドアロンのコンピュータで実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラム・モジュールは、ローカル記憶装置とリモート記憶装置の両方に配置され得る。
【0136】
本出願で使用される「コンポーネント」、「システム」、「プラットフォーム」、「インターフェース」などの用語は、１つまたは複数の特定の機能を有するコンピュータ関連のエンティティまたは使用可能なマシン関連のエンティティを指すこと、または含むこと、あるいはその両方が可能である。本明細書で開示されたエンティティは、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかであり得る。たとえば、コンポーネントは、それだけではないが、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能なもの、実行のスレッド、プログラム、またはコンピュータあるいはその組合せであり得る。例示として、サーバ上で実行中のアプリケーションとサーバの両方がコンポーネントであり得る。１つまたは複数のコンポーネントが、プロセスまたは実行スレッドあるいはその両方の内部に存在し得、コンポーネントを、１つのコンピュータにローカライズしたり、２つ以上のコンピュータの間に分散させたりまたはその両方を行うことができる。別の例では、各種データ構造を有している様々なコンピュータ可読媒体から、それぞれのコンポーネントが実行され得る。コンポーネントは、１つまたは複数のデータ・パケット（たとえば、ローカル・システムや分散システムにおける別のコンポーネントと相互作用し、またはインターネットなどのネットワークにわたって信号によって他のシステムと相互作用し、あるいはその両方である１つのコンポーネントからのデータ）を有する信号に従うなどして、ローカル・プロセスまたはリモート・プロセスあるいはその両方によって通信することができる。別の例として、コンポーネントは、プロセッサが実行するソフトウェアまたはファームウェアのアプリケーションによって作動される電気回路または電子回路によって動作する機械的部品がもたらす特定の機能を有する装置であり得る。そのような場合には、プロセッサは、装置の内部または外部にあって、ソフトウェアまたはファームウェアのアプリケーションの少なくとも一部を実行することができる。もう一つの例として、コンポーネントは、機械的部品なしで電子部品によって特定の機能を提供する装置であり得、電子部品は、プロセッサまたは電子部品の機能を少なくとも部分的に付与するソフトウェアまたはファームウェアを実行するための他の手段を含むことができる。一態様では、コンポーネントは、たとえばクラウド・コンピューティング・システムの内部で仮想マシンによって電子部品をエミュレートすることができる。
【0137】
加えて、「または」という用語は、排他的な「または」ではなく包括的な「または」を意味するように意図されている。すなわち、「ＸはＡまたはＢを採用する」は、特に指定がない限り、または文脈から明らかでない限り、自然な包括的順列のうちのいずれかを意味するように意図されている。すなわち、ＸはＡを採用する、ＸはＢを採用する、ＸはＡとＢの両方を採用する、は、いずれも「ＸはＡまたはＢを採用する」を満たす。なおまた、本明細書および添付図面で使用される冠詞「１つの（ａ）」や「１つの（ａｎ）」は、単数形を指すことが文脈から明らかな場合を除き、特に指定されていなければ、一般的には「１つまたは複数の」を意味するように解釈されるべきである。本明細書で使用される、「例」または「例示的」あるいはその両方の用語が、例、事例、または例示として働くことを意味するように利用される。疑義を避けるために、本明細書で開示された主題は、そのような例によって限定されない。加えて、本明細書で「例」または「例示的」あるいはその両方として説明されたあらゆる態様または設計は、他の態様または設計に対して必然的に好ましいかまたは有利であると解釈されるべきではなく、当業者に既知の等価な例示的構造および技術を排除することを意味するわけでもない。
【0138】
本明細書で採用される「プロセッサ」という用語は、それだけではないが、単一コア・プロセッサ、ソフトウェア・マルチスレッド実行能力を有する単一プロセッサ、マルチコア・プロセッサ、ソフトウェア・マルチスレッド実行能力を有するマルチコア・プロセッサ、ハードウェア・マルチスレッド技術を有するマルチコア・プロセッサ、並列プラットフォーム、および分散共有メモリを有する並列プラットフォームを備える、任意のコンピューティング処理ユニットまたはコンピューティング処理装置を実質的に指すことができる。加えて、プロセッサは、本明細書で説明された機能を実行するように設計された集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）、複合プログラム可能論理デバイス（ＣＰＬＤ）、個別のゲートまたはトランジスタ・ロジック、個別ハードウェア・コンポーネントまたはそれらの任意の組合せを指すことができる。さらに、プロセッサは、それだけではないが、分子や量子ドットベースのトランジスタ、スイッチおよびゲートなどのナノスケール・アーキテクチャを利用して、ユーザ機器の空間利用を最適化したり性能を向上させたりすることができる。プロセッサは、コンピューティング処理ユニットの組合せとしても実施され得る。本開示では、「記憶」、「保存」、「データ記憶」、「データ保存」、「データベース」、およびコンポーネントの動作や機能に関連する実質的に任意の他の情報保存コンポーネントなどの用語は、「メモリ・コンポーネント」、「メモリ」の中に具現されたエンティティ、またはメモリを備えるコンポーネントを指すように利用される。本明細書で説明されたメモリまたはメモリ・コンポーネントあるいはその両方が、揮発性メモリまたは不揮発性メモリのいずれかであり得、または揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を含むことができるものと認識されたい。限定ではなく例示として、不揮発性メモリは、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、または不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）（たとえば強誘電性ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ））を含むことができる。揮発性メモリは、たとえば外部キャッシュ・メモリとして働き得るＲＡＭを含むことができる。限定ではなく例示として、ＲＡＭは、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブル・データ・レートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、Ｓｙｎｃｈｌｉｎｋ ＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、直接Ｒａｍｂｕｓ ＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）、直接ＲａｍｂｕｓダイナミックＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ）、およびＲａｍｂｕｓダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などの多くの形態で利用可能である。加えて、本明細書のシステムまたはコンピュータ実施方法の開示されたメモリ・コンポーネントは、他の適切なタイプのメモリを含むことを意図しており、これらに限定されない。
【0139】
上記の説明は、システムおよびコンピュータ実施方法の単なる例を含む。もちろん、本開示を説明する目的で、コンポーネントまたはコンピュータ実施方法の考えられるすべての組合せを説明することは不可能であるが、当業者なら、本開示の多くのさらなる組合せや順列が可能であることを認識することができる。その上、「含む」、「有する」、「所有する」などの用語が、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、付録および図面において使用される範囲では、そのような用語は、請求項における過渡的な単語として採用されたときの「備える」という用語と同様に解釈されるように、包括的であることが意図されている。
【0140】
様々な実施形態の説明が例示のために提示されたてきが、網羅的であることや、開示された実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者には、多くの修正形態および変形形態が、説明された実施形態の範囲から逸脱することなく明らかになるはずである。本明細書で使用される用語は、実施形態の原理、実用的な用途、もしくは市場に見られる技術に対する技術的な改善について最もよく説明するように、または他の当業者が本明細書で開示された実施形態を理解することを可能にするように、選択されたものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】