| 研究課題/領域番号 |
20H04139
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60010:情報学基礎論関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
ルガル フランソワ 名古屋大学, 多元数理科学研究科, 教授 (50584299)
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| 研究分担者 |
泉 泰介 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (20432461)
平原 秀一 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (80848440)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | 量子アルゴリズム / 量子分散計算 / 量子計算量理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
将来に実現が期待される大規模な量子コンピュータの有力な応用を見いだすことは、量子計算の研究において最優先課題の一つである。本研究では、理論的な側面からこの課題に取り組む。研究期間中には、大規模な量子コンピュータ向けの新しい量子アルゴリズムの開発とともに、量子コンピュータの計算能力が発揮できる新分野の開拓を目指す。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は引き続き量子アルゴリズムの開発および量子コンピュータの計算能力の究明について、様々な側面から研究を推進し、数多くの成果を得た。
まず、量子高精度化学計算における量子優位性（すなわち、量子コンピュータがスーパーコンピュータよりも速く問題を解決できること）に着目して、2022年度に得た成果を改良した。計算複雑性理論の技法を用いて古典アルゴリズムの性能を厳密に解析し、量子優位性の適用範囲を拡大した。特に、量子化学計算における様々な重要な量子系に対して、量子優位性の証明を拡張した。さらに、優位性証明の精度パラメータの向上を行い、より強い意味での優位性を示した。
次に、分散アルゴリズムの研究を行った。様々なグラフ問題に対して、高速古典分散アルゴリズムおよび高速量子分散アルゴリズムを構築した。また、限定されたネットワークトポロジーにおいて、量子分散計算の計算能力を解析するための新しい手法を開発し、量子分散計算による高速化の限界を明らかにした。 さらに、分散検証における様々な問題（分散されてるデータに欠損がないかどうか検証する問題など）に対して、効率的な量子アルゴリズムを設計し、量子優位性を厳密に証明した。
さらに、計算量理論の側面から、量子コンピュータの平均時計算量を解析するための技法の開発を試みた。最初のステップとして、古典コンピュータにおける平均時計算量の既存の解析手法を精査し、量子コンピュータへの適用可能性について検討した。次に、平均時計算量の新しい解析方法の開拓を目指し、ブラックボックスに基づく従来の技法と完全に異なるアプローチを提案し、計算量クラスNPに属する重要な問題に対して、最悪時計算量を平均時計算量へ帰着することに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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