| Project/Area Number |
19K11816
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60010:Theory of informatics-related
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 量子計算機 / 量子計算モデル / 量子オートマトン / 量子アルゴリズム / 量子コンピュータシミュレータ / affineオートマトン / 量子コンピュータ / 量子計算機シミュレータ / GPGPU / マージ処理 |
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| Outline of Research at the Start |
量子計算機は従来の計算機（古典計算機）では成し得ない高速化を達成できる場合がある．その一方で，量子計算機の実現には技術的に困難な点も多く，実用規模の量子計算機が実現した初期の段階では，状態遷移やメモリの扱いに関して様々な制約が付くものと予想されている．
これらのことを踏まえ，本研究では，実現初期段階の量子計算機に課されるさまざまな制約を想定し，その制約を克服する手法を考案した上で，量子計算機が古典計算機に比べて優位性があることを示すことを目的とする．また，それと同時に，実現初期の量子計算機を対象とした量子アルゴリズムの開発を行う．
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| Outline of Final Research Achievements |
We proposed several quantum computation models, and analyzed them. We also developed a quantum computer simulation environment in order to conduct experimental evaluation of quantum algorithms. As for the analysis of quantum computation models, we proved that certain qunatum models can be more powerful than classical counterparts. We also developed a method that can efficiently simulate the Walsh-Hadamard transform on a hardware simulator. In addition, we developed a fast parallel merge algorithm for GPGPUs.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
量子状態の扱いは技術的に困難な点が多く，量子計算機が実現した初期の段階では，状態遷移やメモリの扱いに関して様々な制約が付くものと予想されている。このような場合，状況によっては量子計算機の方が古典計算機よりも能力が低くなることが知られている．本研究の意義は，このような制約をアルゴリズム上の工夫で上手に回避し，制約のない量子計算機と同等，あるいはそれ以上に扱えるようにする手法を開発したことにある。別の見方をすれば，制約のある量子計算機がどのような状況で古典計算機より優位になるのかを解明したともいえる。
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