Distributed quantum computer architecture using cryogenic electronics

• Project/Area Number: 25K03094
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60040:Computer system-related; Basic Section 60090:High performance computing-related; Sections That Are Subject to Joint Review: Basic Section60040:Computer system-related , Basic Section60090:High performance computing-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 谷本 輝夫 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60826353)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 貴継 九州大学, システムLSI研究センター, 准教授 (80756239)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2028: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2027: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2026: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2025: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
• Keywords: 量子コンピュータ・システム・アーキテクチャ / 極低温超伝導回路 / 量子インタコネクト

Outline of Research at the Start

複数ノードを量子インタコネクト接続する分散型コンピュータが構想されているが、実現可能性は非自明である。本研究は分散型が実用タスクに置いて優位性を持つ条件を明らかにしたうえで、それを緩和し実現を容易にするシステム・アーキテクチャ探索を目的とする。具体的には、ベースラインとなるシステム構成を定義したうえで量子通信を考慮したシステム・レベルでの実行時間モデルを構築し、分散型量子コンピュータが単一量子コンピュータと比較して優位性を持つ条件を明らかにする。さらに、量子インタコネクトへの極低温エレクトロニクス活用によりスループットを向上し、分散型量子コンピュータ・システム・アーキテクチャの確立を目指す。