NP完全問題における離散断熱量子計算の研究

• 研究課題/領域番号: 22500017
• 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: 鹿児島大学
• 研究代表者: 中山 茂 鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00112714)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 量子情報工学 / 断熱量子計算 / NP完全問題 / 量子コンピュータ / ドイチ問題 / 充足可能性問題 / 隠れ部分郡問題 / 量子アルゴリズム / ドイチ・ジョサ問題 / ベルンシュタイン・ヴァジラニ問題 / サイモン問題 / 組み合わせ最適化問題 / 量子もつれ状態

研究概要

この報告書は, 離散断熱量子計算を用いて、NP 完全問題として充足可能性問題である3-SAT 問題、そして、隠れ部分郡問題としてドイチ問題やドイチ・ジョサ問題、ベルンシュタイン・ヴァジラニ問題、サイモン問題を広範囲に含めた量子アルゴリズムを研究したもので、その効果を検証するシミュレーション実験を行い、断熱量子計算で使うステップ・パラメータを線形から非線形化することにより、計算量の少ない効率的な解探索方法を研究した。

研究成果

• [雑誌論文] ドイチ問題における断熱量子計算の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山 茂
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: Vol.2012, No.P20120011 ページ: 1-6
  • NAID: 130008056299
  • 査読あり
• [雑誌論文] ドイチ問題における断熱量子計算の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山 茂
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: 2012 ページ: 1-6
  • NAID: 130008056299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on discrete adiabatic quantum computation in 3-SAT problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohamed El-fiky, Satoshi Ono, and Shigeru Nakayama
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: Vol.16, No.1 ページ: 107-111
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子もつれ状態を模倣した二匹のアリにおける協調行動と集合的意思決定における一解釈 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山 茂、飯村伊智郎
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 巻: 第58巻第8号 ページ: 2467-2473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on discrete adiabatic quantum computation in 3-SAT problem (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohamed El-fiky, Satoshi Ono, Shigeru Nakayama
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 16 ページ: 107-111
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子もつれ状態を模倣した二匹のアリにおける協調行動と集合的意思決定における一解釈 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山茂、飯村伊智郎
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌 巻: 52 ページ: 2467-2473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on discrete adiabatic quantum computation in 3-SAT problems (2011)
  • 著者名/発表者名: El Fiky Mohamed, Satoshi Ono, Shigeru Nakayama
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 15) 巻: 15 ページ: 649-652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrete Adiabatic Quantum Computation with Quadric Variation (2010)
  • 著者名/発表者名: El Fiky Mohamed, Satoshi Ono, Shigeru Nakayama
  • 雑誌名: Proceedings of The Second World Congress on Nature and Biologically Inspired Computing (NaBIC2010) 巻: 2 ページ: 593-597
  • 査読あり
• [学会発表] Study on Modified Adiabatic Quantum Computation in Deutsch-Jozsa Problem (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama and Ichiro Iimura
  • 学会等名: International Workshop on Nonlinear Circuits, Communication and Signal Processing (NCSP'13)Kona
  • 発表場所: Hawaii USA
• [学会発表] Study on Modified Adiabatic Quantum Computation in Deutsch-Jozsa Problem (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama
  • 学会等名: International Workshop on Nonlinear Circuits,Communication and Signal Processing (NCSP'13)
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Study on Quantum Parallel Processing by Adiabatic Quantum Computation in Bernstein-Vazirani Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama, Peng Gang, and Ichiro Iimura
  • 学会等名: 4 Proceedings of the 13th International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT2012), Regular Session
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Consideration on Quantum Simulation of Adiabatic Quantum Computation in SAT Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama and Ichiro Iimura
  • 学会等名: Proceedings of International Conference on Simulation Technology (JSST2012)
  • 発表場所: Kobe, Japan
• [学会発表] Phase Scaling Effect of Adiabatic Quantum Computation in Deutsch Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama, Peng Gang, and Ichiro Iimura
  • 学会等名: Proceedings of the 12th Asian Quantum Information Science Conference (AQIS2012)
  • 発表場所: Suzhou, China
• [学会発表] Study on Adiabatic Quantum Computation in DeutschJozsa Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama and Gang Peng
  • 学会等名: 13th ACIS International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing(SNPD 2012)Campus Plaza Kyoto
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Study on Adiabatic Quantum Computation in Deutsch Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama
  • 学会等名: 2012 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communication and Signal Processing (NCSP'12)
  • 発表場所: USA Hawaii
• [学会発表] A Basic Study on Cooperative Behavior of Two Butterflies Inspired by Quantum Entanglement (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaki Maezono, Ichiro Iimura, and Shigeru Nakayama
  • 学会等名: Proceedings of the 17th International Symposium on Artificial Life and Robotics(AROB'12)
  • 発表場所: 大分・別府
• [学会発表] Study on Adiabatic Quantum Computation in Deutsch･Jozsa Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama
  • 学会等名: International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing(SNPD 2012)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Phase Scaling Effect of Adiabatic Quantum Computation in Deutsch Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama
  • 学会等名: Asian Quantum Information Science Conference (AQIS2012)
  • 発表場所: Suzhou, China
• [学会発表] Consideration on Quantum Simulation of Adiabatic Quantum Computation in SAT Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama
  • 学会等名: International Conference on Simulation Technology (JSST2012)
  • 発表場所: Kobe, Japan
• [学会発表] Study on Quantum Parallel Processing by Adiabatic Quantum Computation in Bernstein-Vazirani Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama
  • 学会等名: International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies (PDCAT2012)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] A Basic Study on Cooperative Behavior of Two Butterflies Inspired by Quantum Entanglement (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaki Maezono, Ichiro Iimura, Shigeru Nakayama
  • 学会等名: Proceedings of the 17th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB2012)
  • 発表場所: 大分・別府
• [学会発表] Study on Adiabatic Quantum Computation in Deutsch Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayaraa
  • 学会等名: 2012 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communication and Signal Processing (NCSP'12)
  • 発表場所: 米国・ハワイ
• [学会発表] A Basic Study on Quantum-Inspired Evolutionary Algorithm Using Integer Type Gene Coding Method Based on Quantum Bit Representation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Iimura, Yoshifumi Moriyama, Shigeru Nakayama
  • 学会等名: 2012 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communication and Signal Processing (NCSP'12)
  • 発表場所: 米国・ハワイ
• [学会発表] ドイチ問題における断熱量子計算の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山茂
  • 学会等名: 情報処理学会 第82回数理モデル化と問題解決研究発表会
  • 発表場所: 青島パームビーチホテル(宮崎県宮崎市)
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] Study on Speeding Up of Adiabatic Quantum Computation in Satisfiability Problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohamed El-fiky, Satoshi Ono, and Shigeru Nakayama
  • 学会等名: 11th Asian Quantum Information Science Conference (AQIS'11)
  • 発表場所: Korea・Pusan
• [学会発表] Study on discrete adiabatic quantum computation in 3-SAT problems (2011)
  • 著者名/発表者名: El Fiky Mohamed, Satoshi Ono, Shigeru Nakayama
  • 学会等名: Proceedings of International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB'15)
  • 発表場所: Beppu, Oita
• [学会発表] Study on Speeding Up of Adiabatic Quantum Computation in Satisfiability Problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohamed El-fiky, Satoshi Ono, Shigeru Nakayama
  • 学会等名: 11th Asian Quantum Information Science Conferenee (AQIS'11)
  • 発表場所: 韓国・釜山
• [学会発表] 充足可能性問題における離散断熱量子計算の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山茂
  • 学会等名: 第63回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 九州産業大学(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Discrete Adiabatic Quantum Computation with Quadric Variation (2010)
  • 著者名/発表者名: El Fiky Mohamed, Satoshi Ono, Shigeru Nakayama
  • 学会等名: Proceedings of The Second World Congress on Nature and Biologically Inspired Computing (NaBIC'10)
  • 発表場所: Kitakyushu, Fukuoka