2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K19790
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
山下 茂 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30362833)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 測定型量子回路 / トポロジカル量子回路 / bridge / トーラス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子計算を実現する方式として，測定型量子回路を用いる方式がエラー耐性を考慮すると最も実現可能性が高いと考えられている．そのため，測定型量子回路の設計最適化について新たな設計理論の構築を目指している．今年度は，測定型量子回路として，特に，トポロジカル量子回路を取り上げて，その最適化手法に関して，従来にない手法の検討を行った．トポロジカル量子回路の最適化としては，最適化のための様々な変形規則が提案されているが，その変形規則を用いた最適化は現在人手によって実現されている．そこで，回路をトーラスの集合で表現して変形規則のbridgeを定式化し，計算機上でトーラスの交差数に注目したトポロジカル量子回路の最適化を行うための手法を考案した．考案した手法では，トポロジカル量子回路を構成するトーラスの順序を並べ替え，bridgeを適用することによって，トーラスの交差数が最小なトポロジカル量子回路を見つけることを基本としている．提案手法では，まず，トポロジー的な連続変形のみでトポロジカル量子回路の回路コストを削減する．その後，削減できた回路のトーラスの順序を並べ替え，2つのトーラス間でbridgeを適用できるかを判断することで，bridgeも含めたトーラスの交差数の削減を実現する．計算機シミュレーション実験の結果，bridgeを用いた変形を自動化することによって，手動による手法と同等の結果を全自動で得られることを確認した．そのため，人手では最適化できない大規模な回路でも今後は自動で最適化できるようになると期待できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究目標としている，測定型量子回路の最適化に関して，測定型量子回路の一つのタイプであるトポロジカル量子回路の最適化の新しい定式化を考案して，最適化プログラムに利用可能であることを確認できたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
測定型量子回路として，当初は，トポロジカル量子回路を対象に考えて研究をすすめる計画であった．しかし，近年，提案された別の方式である，「lattice surgery」と呼ばれる方式が殆どの場合でより実現コストが小さいという報告があり，今後は，lattice surgeryの方式も検討することとする．
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| Causes of Carryover |
論文誌の印刷代などの支払処理が次年度にずれ込んだだめ．
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