2020 Fiscal Year Research-status Report
Phase structure of gauge theories via digital quantum computers
| Project/Area Number |
20K14479
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
富谷 昭夫 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (50837185)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 量子コンピュータ / 格子QCD |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究課題達成のために、現在まで量子回路の効率的な実装などを議論し研究を行った。ゲージ理論の相構造探索にあたり、当初予想していなかった学際領域に位置する新たな方向性が見つかったため、そちらに主力を移した。この新たな方向性が実現できれば、元の課題達成に大きく役立ち、さらに大きな研究領域が開拓される。一方で量子コンピュータによる符号問題の解決に関しては、計算量や計算複雑性からの議論が必要となることが明らかになったため、今後はこちらの方向でも研究を推進する。特に古典的なモンテカルロ法における計算量をデジタル量子計算機で超えられるかが課題である。この他に量子回路シミュレータをGPU上で実行できるようセミナーを主催した。GPU上の量子シミュレーターはいくつか開発が進んでおり、通常のシミュレーターでは10日かかる計算をテンソルネットワーク法の応用により、1日以下に計算時間を圧縮できる。このように効率の良い量子コンピュータのシミュレーションの開発は量子アルゴリズム開発においては有用なツールであり、また量子シミュレーションはGPUの使用により大幅に高速化されるため、定式化や実装が済めばこれまで以上に研究が進展すると期待している。加えてゲージ理論をどういった形で量子コンピュータの上で実現するかなどの研究議論も遂行中である。とくにゲージ場の離散化は様々な手法が提案されているため、どの手法が本研究に適合するか検討中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予想していなかった新たな方向性が見つかったため、そちらに主力を移した。新たな方向性が実現できれば、元の課題達成に大きく役立つが、予想よりも実装や定式化に手間取ったために、遅れている。一方で、量子回路シミュレータをGPU上で実行できるようセミナーを主催するなど行い、シミュレーション手法の拡張に関する研究は継続中である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
新たな方向性は学際領域に位置するため、他分野の研究者とも議論を進めている。またシミュレーションもGPUの使用により、大幅に高速化されるため、定式化や実装が済めば、これまで以上に研究が進展すると期待している。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍により、研究会や対面での議論などがなくなってしまい、旅費の使用ができなかったため。今年度は後半より、研究会なども再開される様子なので、計画通り使用していく。
|
