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システムへの揺らぎを利用した量子アニーリングの誤り訂正

研究課題

研究課題/領域番号 18J13685
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 数理物理・物性基礎(理論)
研究機関東京工業大学

研究代表者

西村 光嗣  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード量子アニーリング
研究実績の概要

今年度では, 前年度に引き続き実際の量子アニーリングマシンを量子シミュレータとして用いる研究を行った.

量子アニーリングを物理的に実行して最適化問題を解く量子アニーリングマシンが注目を集めているが, 近年, このマシンを量子ハミルトニアンの平衡状態を実現するシミュレータとして用いる研究が進んでいる. 申請者は量子力学の中でも興味深い現象の一つである, 乱れのある相互作用で発生するGriffiths特異性と呼ばれる物理現象を量子アニーリングマシンで観測する研究を行った.実際に量子アニーリングマシンが理論的に正しい振る舞いをしているかどうかを確認するため, 量子アニーリングマシンが採用しているキメラグラフと呼ばれるグラフ上で量子モンテカルロ法を用いた計算も同時進行で行った.

量子モンテカルロ法を行うことにより, 模型の相転移点等の詳細な性質や, Griffith特異性の存在を確認することができた. キメラグラフ上でのGriffiths特異性の数値計算は過去に例がないため, 新規性があるといえる. また, 実際に量子アニーリングマシンを用いて計算した結果, マシンに由来するノイズの影響は少なからずあるものの量子モンテカルロ法により得られたデータとコンシステントな結果を得ることができた. 実際の量子アニーリングマシンを用いたGriffiths特異性の研究は本研究が初であり, またノイズの多いアニーリングマシンを使用するにあたり申請者が開発したノイズの抑制手法は本研究のみならずアニーリングマシンを用いた全ての用途に使うことができるため, 実運用において役に立つ手法といえる. 以上の成果は論文として現在投稿作業中である.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] テキサスA&M大学/Microsoft Quantum(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] テキサスA&M大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Counterdiabatic Hamiltonians for multistate Landau-Zener problem2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Kohji、Takahashi Kazutaka
    • 雑誌名

      SciPost Physics

      巻: 5 号: 3 ページ: 29-29

    • DOI

      10.21468/scipostphys.5.3.029

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プログラマブルな量子アニーラによる量子Griffiths特異性のシミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      西村光嗣, 西森秀稔, Helmut. G. Katzgraber
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Griffiths singularity on the D-Wave machine2019

    • 著者名/発表者名
      Kohji Nishimura, Hidetoshi Nishimori, Helmut G. Katzgraber
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum Griffiths singularity on the D-Wave machine2019

    • 著者名/発表者名
      Kohji Nishimura, Hidetoshi Nishimori, Helmut G. Katzgraber
    • 学会等名
      Japan-Netherlands Quantum Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リバースアニーリングスケジュールによる横磁場イジング模型の動的相転移2019

    • 著者名/発表者名
      西村光嗣, 高橋和孝
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Griffiths singularity on the D-Wave machine2019

    • 著者名/発表者名
      Kohji Nishimura, Hidetoshi Nishimori, Helmut G. Katzgraber
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Multilevel Landau-Zener transition in transverse Ising model2018

    • 著者名/発表者名
      Kohji Nishimura, Kazutaka Takahashi
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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