| 研究課題/領域番号 |
18K11344
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| 研究機関 | 崇城大学 |
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研究代表者 |
齋藤 暁 崇城大学, 情報学部, 准教授 (70513068)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 行列積状態 / 多倍長精度計算 / 量子回路 / 古典シミュレーション / 密度行列繰込群 / 素因数分解 |
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| 研究実績の概要 |
まず勘案いただきたい事情として、大学では2020年度から今年度（2022年度）にかけて継続して新型コロナウイルス流行に起因する遠隔授業関連の情報システム管理運営業務があり、研究代表者が所属機関の総合情報センター主任を併任しているため、研究への労務配分がほとんどできない状況にあったことを述べておく。昨年も述べたが2019年度までは当初計画に沿って、量子素因数分解アルゴリズムの大規模数値シミュレーションを念頭に、多倍長精度の時間異存数値繰込群ライブラリの並列化実装の改善を行うとともに、数値実験のテスト用のクラスタマシンの構築を行った。また、シミレーションデータの蓄積も2019年度までは順調だった。計算ライブラリの改善はその後も進めているものの、上述の理由により数値実験の実施が大幅に遅延し、蓄積データの解析をもとにして行う予定にしている、シミュレート時の量子素因数分解回路途中の数値解法上のボトルネックの探索もできていない。今年度はシミュレーションライブラリの並列化部分のさらなる改善とシミュレーションデータ蓄積にはやや進展があったが、成果物の学術的な発表がまったく行えなかった。今年度は特例での延長期間であったが、さらに１年間の期間延長が認められたため、十分に実施できていない項目は2023年度に実施する。鋭意研究に取り組み、2023年度こそは数値繰込群による素因数分解の解法の効率性について明解な結果を得ることを目指す。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
2022年度開始時点では、新型コロナウイルス流行の収束によって研究代表者が当初計画に記した程度のエフォートをこの研究題材に費やすことが可能であるとして、進捗を見込んでいた。残念ながら前述したように、この年度も引き続きウイルス流行の影響が残り、成果物を出すことができなかった。さらに１年間の期間延長が承認されたため、2023年度はまずは数値計算ライブラリのアップデート部分について国際会議およびその会議録で発表し、続いて、蓄積したシミュレーションデータに基づいて手法の理論解析を行って結果を論文にまとめる予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
期間の再延長が認められ、2023年度も本課題の研究に取り組むが、次のように計画を立てている。本報告書執筆段階で、数値計算ライブラリであるZKCM Libraryの拡張ライブラリについて、論文化していなかったアップデート部分に関する国際会議での発表を投稿中であり、会議録論文の執筆を予定している。これには高精度計算を維持しつつ並列化による速度向上を行った点についての技術的な内容も含む。また、それと平行して典型的な量子アルゴリズムのこれまでのシミュレーションデータを取りまとめつつあり、独立した論文として成立する場合には他のグループの発表データと比較評価して論文にまとめる。さらに、年度の中頃までには量子素因数分解の量子回路の数値シミュレーションを可能な限り大きな回路サイズまで行い、数値解法として見たときのボトルネックの探索を実施する。それにより計算量を決定する因子を特定し、数値繰込群による手法を素因数分解アルゴリズムとして見たときの計算量を可能な限り狭い幅で見積もる。この結果は年度内の出版には間に合わない可能性があるが、プレプリントの執筆は完了させたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2022年度も引き続き、前述のように不可避な外部要因によって研究代表者の研究が滞り、成果物の発表と論文執筆ができず、その分の予算使用が行えなかった。残額は、再延長期間である2023年度に国際会議のための登録料と旅費、および論文出版費用に充当する。また、引き続きスーパーコンピューターでの数値実験を行っているため、状況によっては利用枠追加費用に充当する可能性がある。
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| 備考 |
開発中のソースコードは、ライブラリのウェブサイトからリンクしているGitレポジトリに置いている。
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