Computational efficiency of quantum image processing and its infrastructure

• Project/Area Number: 24K02960
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 福嶋 慶繁 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80550508)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉村 大輔 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (10712052) ; 長谷川 幹雄 東京理科大学, 工学部電気工学科, 教授 (50358967) ; 前田 慶博 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (80843375)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2024: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: 量子画像処理 / 画像処理コンパイラ / ドメイン固有言語 / 量子アルゴリズム / 量子畳み込み

Outline of Research at the Start

次世代計算機として期待される量子コンピュータは，2030年ごろの実用化を目指して活発に研究されており，近年では，実用的なシミュレータ環境が構築可能になった．本研究は，画像処理を量子コンピュータで実現する量子画像処理の基盤構築を目指したものである．量子画像処理において，従来の計算機で最善であった計算方法が，量子計算においても最適なのかや，古典計算機よりも速くなる量子優越性を示すために，基盤となる量子画像処理ライブラリを量子シミュレータ環境上に構築し，その計算手順を最適化することで，今後の量子画像処理プログラミングのデザインパターンやガイドラインを構築する．