2017 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
26287086
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
西森 秀稔 東京工業大学, 理学院, 教授 (70172715)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 量子アニーリング / 非一様磁場制御 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
量子アニーリングは、組み合わせ最適化問題を高速に解くための量子力学を用いた方法である。量子アニーリングがどのような場合にどのようなメカニズムで解を高速に導けるかは、重要な研究課題である。
本年度の研究では、非一様な横磁場制御が量子アニーリングの性能にもたらす影響を、平均場模型の一種であるpスピン模型の解析を通して明らかにした。pスピン模型は、スピンインデックスに関して特別の構造を持たないため、解析的な研究が可能であり、その特性を生かして、平衡統計力学により各種パラメータの関数として相図を精密に描くことができた。その結果、非一様性をうまく制御することにより、一様磁場制御の場合にボトルネックとなっていた1次相転移が回避できる可能性があることを発見した。
さらに、単純なオン・オフの横磁場制御のみならず、より現実的な関数形に沿った制御に場合にも研究を拡張し、より一般的な場合でも性能向上が十分見込めることを明らかにした。これらは、非一葉横磁場制御に関する、最初の解析的な研究である。
非一様磁場制御は、非疑似古典効果とは違って、実際のデバイスで実現が比較的容易であるという特徴を持っているため、本研究成果は今後のハードウェア開発方針に重要な影響を与えると期待される。実際のデバイス上でも、不完全な形ではあるが、非一葉横磁場制御は実行可能になっており、ハードウェアのさらなる進展が期待されるが、本研究成果はその開発方針に重要な指針を与えるところである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非断熱効果や誤りの影響を低減するには、エネルギーギャップをできるだけ大きくするための方策が必要である。非一様磁場制御による相転移の回避は、この目的にとって有効かつ重要な方針であり、ハードウェア開発にも強い影響を与えると期待される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
非一葉横磁場制御に加えて、非疑似古典効果やリバース・アニーリングなどの、非伝統的な量子効果の制御が、量子アニーリングの効率を上げることが次第に明らかになりつつある。これらの制御法の性質や効果を、数値計算や実験のみならず、解析的手法により明らかにすることは、より信頼性の高い理論基盤の確立に不可欠である。この方針に沿って、非伝統的な量子制御の解析研究を、より幅広く行っていく。
|
| Causes of Carryover |
解析計算の数値検証が予想外に長時間を要したため、成果発表を含むすべての予算を執行するに至らなかった。
|
