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行列分解を用いた量子回路設計とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20500024
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎
研究機関日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所

研究代表者

河野 泰人  日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 人間情報研究部, 主任研究員 (40396180)

研究分担者 関川 浩  東海大学, 理学部, 准教授 (00396178)
山下 茂  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30362833)
中西 正樹  山形大学, 地域教育文化学部, 准教授 (40324967)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード量子計算理論 / 量子回路設計 / 行列分解 / パターンマッチング / Linear Nearest Neighbor / 隣接互換グラフ / Steane符号 / SATアルゴリズム / 量子プッシュダウンオートマトン / 離散対数問題 / 量子回路の等価性判定 / Mutually Unbiased Basis / 複素アダマール行列 / 多準位量子ゲート / Cosine-Sine分解
研究概要

以下のアルゴリズムの提案や応用を行なった.1)拡張クリフォード群の効率的な量子回路設計と離散対数問題への応用.2)行列分解アルゴリズムの効率化.3)行列分解を用いたd-順位系上の量子回路設計方法の提案.4)効率的な量子回路の等価性判定方法の提案.5)BDDの拡張概念DDMFの提案と大規模量子回路設計への応用.6)量子プッシュダウンオートマトンの計算能力の解明.7)LNN上の効率的な量子回路設計方法の提案.8)効率的なSATアルゴリズムの提案.

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (30件) 備考 (1件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Semi-Classical Quantum Circuits2011

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita, S.Minato, D.M.Miller
    • 雑誌名

      Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing Vol.17

      ページ: 99-114

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] An Efficient Conversion of Quantum Circuits to a Linear Nearest Neighbor Architecture2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirata, M.Nakanishi, S.Yamashita, Y.Nakashima
    • 雑誌名

      Quantum Information and Computation vol.11,no.1&2

      ページ: 142-166

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] An Efficient Conversion of Quantum Circuits to a Linear Nearest Neighbor Architecture2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirata
    • 雑誌名

      Quantum Information and Computation

      巻: Vo1.11 ページ: 142-166

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Semi-Classical Quantum Circuits2011

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing

      巻: Vol.17 ページ: 99-114

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of quantum circuits for d-level systems by using Cosine-Sine decomposition2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakajima, Y.Kawano, H.Sekigawa, M.Nakanishi, S.Yamashita, Y.Nakashima
    • 雑誌名

      Quantum Information and Computation Vol.9,No.5&6

      ページ: 423-443

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of quantum circuits for d-level systems by using Cosine-Sine decomposition2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima
    • 雑誌名

      Quantum Information and Computation (採録決定)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DDMF : An Efficient Decision Diagram Structure for Design Verification of Quantum Circuits under a Practical Restriction2008

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita, S.Minato, D.M.Miller
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals Vol.E91-A

      ページ: 3793-3802

    • NAID

      10026854528

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] DDMF : An Efficient Decision Diagram Structure for Design Verification of Quantum Circuits under a Practical Restriction2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yamashita
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals Vol.E91-A

      ページ: 3793-3802

    • NAID

      10026854528

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Hidden Shift Problem for Quadratic Functions on a Product of Cyclic Groups2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano
    • 学会等名
      The 14^<th> Workshop on Quantum Information Processing 2011
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] On the weakness of one-way quantum pushdown automata under empty-stack acceptance2011

    • 著者名/発表者名
      M.Nakanishi
    • 学会等名
      The 14^<th> Workshop on Quantum Information Processing 2011
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2011-01-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Matrix Decomposition and its Application to Complex Hadamard matrices2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano, H.Sekigawa
    • 学会等名
      The 14^<th> Workshop on Quantum Information Processing 2011
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2011-01-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ゲート順序を考慮したLNNアーキテクチャへの変換手法2010

    • 著者名/発表者名
      松尾惇士, 山下茂
    • 学会等名
      第23回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-11-15
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ゲート順序を考恵したLNNアーキテクチャへの変換手法2010

    • 著者名/発表者名
      松尾惇士
    • 学会等名
      第23回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-11-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A SAT Solver Based on Quantum and Classical Random Walk2010

    • 著者名/発表者名
      D.Yokomine, M.Nakanishi, S.Yamashita, Y.Nakashima
    • 学会等名
      The 10^<th> Asian Conference on Quantum Information Science 2010(AQIS2010)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-08-29
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Asymptotics of Quantum Walks on the Line with Phase Parameters2010

    • 著者名/発表者名
      M.Villagra, M.Nakanishi, S.Yamashita, Y.Nakashima
    • 学会等名
      The 10^<th> Asian Conference on Quantum Information Science 2010(AQIS2010)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-08-29
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] A SAT Solver Based on Quantum and Classical Random Walk2010

    • 著者名/発表者名
      D.Yokomine
    • 学会等名
      The 10^<th> Asian Conference on Quantum Information Science 2010
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-08-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Asymptotics of Quantum Walks on the Line with Phase Parameters2010

    • 著者名/発表者名
      M.Villagra
    • 学会等名
      The 10^<th> Asian Conference on Quantum Information Science 2010
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-08-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Semi-Classical Quantum Circuits2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita, S.Minato, D.M.Miller
    • 学会等名
      The 2^<nd> Workshop on Reversible Computation
    • 発表場所
      ドイツ
    • 年月日
      2010-07-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Synthesis of Semi-Classical Quantum Circuits2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita
    • 学会等名
      The 2^<nd> Workshop on Reversible Computation 2010
    • 発表場所
      ドイツ
    • 年月日
      2010-07-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fast Equivalence-checking for Quantum Circuits2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita, I.Markov
    • 学会等名
      NANOARCH'10
    • 発表場所
      アメリカ
    • 年月日
      2010-06-16
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Fast Equivalence-checking for Quantum Circuits2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita
    • 学会等名
      NANOAECH'10
    • 発表場所
      アメリカ
    • 年月日
      2010-06-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] On the Weakness of One-Way Quantum Pushdown Automata2010

    • 著者名/発表者名
      M.Nakanishi
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Quantum, Nano and Micor Technologies(ICQNM2010)
    • 発表場所
      St.Maarten., Netherlands Antilles, オランダ
    • 年月日
      2010-02-11
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] On the Weakness of One-Way Quantum Pushdown Automata2010

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nakanishi
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Quantum, Nano and Micor Technologies(ICQNM2010)
    • 発表場所
      St.Maarten., Netherlands Antilles(オランダ)
    • 年月日
      2010-02-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Application of Matrix Decomposition to Finding Complex Hadamard Matrices2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano, H.Sekigawa
    • 学会等名
      The 13^<th> Workshop on Quantum Information Processing 2010
    • 発表場所
      チューリッヒ工科大,スイス
    • 年月日
      2010-01-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Application of Matrix Decomposition to Finding Complex Hadamard Matrices2010

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Kawano
    • 学会等名
      Workshop on Quantum Information Processing
    • 発表場所
      チューリッヒ工科大(スイス)
    • 年月日
      2010-01-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 行列分解と複素アダマール行列への応用2009

    • 著者名/発表者名
      河野泰人, 関川浩
    • 学会等名
      電子通信学会量子情報技術研究会
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      2009-11-04
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive Equivalence-checking for Quantum Circuits2009

    • 著者名/発表者名
      山下茂
    • 学会等名
      Reed-Muller Workshop 2009
    • 発表場所
      那覇
    • 年月日
      2009-05-24
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Adaptive Equivalence-checking for Quantum Circuits2009

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Shigeru
    • 学会等名
      Reed-Muller Workshop 2009
    • 発表場所
      那霸
    • 年月日
      2009-05-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] An Efficient Method to Convert Arbitrary Quantum Circuits to Ones on a Linear Nearest Neighbor Architecture, The Third International Conference on Quantum2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirata, M.Nakanishi, S.Yamashita, Y.Nakashima
    • 学会等名
      Nano and Micro Technologies
    • 発表場所
      Fiesta Americana Condesa Cancun, メキシコ
    • 年月日
      2009-02-02
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] An Efficient Method to Convert Arbitrary Quantum Circuits to Ones on a Linear Nearest Neighbor Architecture2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirata
    • 学会等名
      The Third International Conference on Quantum, Nano and Micro Technologies
    • 発表場所
      Fiesta Americana Condesa Cancun (メキシコ)
    • 年月日
      2009-02-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Producing quantum circuits of the extended Clifford group2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano, H.Sekigawa
    • 学会等名
      The 12^<th> Workshop on Quantum Information Processing 2009
    • 発表場所
      Santa Fe, アメリカ
    • 年月日
      2009-01-14
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Producing quantum circuits of the extended Clifford gropu2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawano
    • 学会等名
      Quantum Information Processing 2009
    • 発表場所
      Santa Fe, New Mexico (アメリカ)
    • 年月日
      2009-01-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Algorithm of the Extended Clifford Group2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano
    • 学会等名
      The 8^<th> Asian conference on Quantum Information and Science 2008
    • 発表場所
      KIAS, 韓国
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Efficient Algorithm of the Extended Clifford Group2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawano
    • 学会等名
      The 8^<th> Asian conference on Quantum Information and Science 2008
    • 発表場所
      KIAS, Seoul(韓国)
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] An Efficient Verification of Quantum Circuits under a Practical Restriction2008

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita, S.Minato, D.M.Miller
    • 学会等名
      IEEE 8^<th> International Conference on Computer and Information Technology(CIT2008)
    • 発表場所
      University of Technology, オーストラリア
    • 年月日
      2008-07-08
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] An Efficient Verification of Quantum Circuits under a Practical Restriction2008

    • 著者名/発表者名
      S. Minato
    • 学会等名
      IEEE 8th International Conference on Computer and Information Technology
    • 発表場所
      University of Technology (オーストラリア)
    • 年月日
      2008-07-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] An Efficient Verification of Quantum Circuits under a Practical Restriction2008

    • 著者名/発表者名
      S.Yamashita, S.Minato, D.M.Miller
    • 学会等名
      IEEE International Workshop on Logic Synthesis
    • 発表場所
      Granlibakken Lodge, アメリカ
    • 年月日
      2008-06-04
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Equivalence-checking for Reversible Circuits2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yamashita
    • 学会等名
      IEEE International Workshop on Logic Synthesis
    • 発表場所
      Granlibakken Lodge (アメリカ)
    • 年月日
      2008-06-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考] ホームページ等

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 量子演算方法,量子演算装置2011

    • 発明者名
      河野泰人, 高橋康博, 加藤豪
    • 権利者名
      NTT
    • 産業財産権番号
      2011-001394
    • 取得年月日
      2011-01-06
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 量子演算方法、量子演算装置2011

    • 発明者名
      河野泰人・高橋康博・加藤豪
    • 権利者名
      NTT
    • 産業財産権番号
      2011-001394
    • 出願年月日
      2011-01-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 量子演算方法,量子演算装置2010

    • 発明者名
      河野泰人, 高橋康博, 加藤豪
    • 権利者名
      NTT
    • 産業財産権番号
      2010-205566
    • 取得年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 量子演算方法、量子演算装置2010

    • 発明者名
      河野泰人・高橋康博・加藤豪
    • 権利者名
      NTT
    • 産業財産権番号
      2010-205566
    • 出願年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 行列分解装置,行列分解方法及びプログラム2009

    • 発明者名
      河野泰人, 関川浩
    • 権利者名
      NTT
    • 産業財産権番号
      2009-024348
    • 出願年月日
      2009-10-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 行列分解装置、行列分解方法及びプログラム2009

    • 発明者名
      河野泰人、関川浩
    • 権利者名
      NTT
    • 産業財産権番号
      2009-243481
    • 出願年月日
      2009-10-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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