将来の計算機構としての可逆コンピューティングとその体系化

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21500015
• 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: 広島大学
• 研究代表者: 森田 憲一 広島大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00093469)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 可逆計算 / 可逆論理素子 / 可逆論理回路 / 可逆チューリング機械 / 可逆セルオートマトン / 物理的可逆性

研究概要

物理的可逆性を反映した計算パラダイムである可逆コンピューティングは,微視的レベルでの物理的性質を直接的に利用した将来の計算機構を開発する際の鍵となる.本研究では,可逆論理素子,可逆論理回路,可逆チューリング機械,可逆セルオートマトンなどの可逆計算機構を理論的に探究してそれらの性質や計算能力を解明し,理論を体系化した.そして,この領域には従来にはない斬新な計算モデルや論理素子,計算機構成の方法があり得ることを示した.

研究成果

• [雑誌論文] Computation in reversible cellular automata (招待論文) (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 雑誌名: Int. J. of General Systems 巻: Vol.41 ページ: 569-581
  • DOI: DOI:10.1080/03081079 .2012.695897
• [雑誌論文] 可逆コンピューティング (2012)
  • 著者名/発表者名: 森田憲一
  • 雑誌名: 情報処理 巻: Vol. 53 ページ: 496-502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential and maximally parallel multiset rewriting: reversibility and determinism (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Alhazov, R. Freund, K. Morita
  • 雑誌名: Natural Computing 巻: Vol.11 ページ: 95-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of reversible and quantum circuit (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Morita, R. Wille
  • 雑誌名: Dagstuhl Reports 巻: Vol.1 ページ: 47-61
  • DOI: DOI:10.4230/DagRep.1.12.47
• [雑誌論文] Realizing reversible logic elements with memory in the billiard ball model (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mukai, K. Morita
  • 雑誌名: J. of Unconventional Computing 巻: Vol.8 ページ: 47-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-degenerate 2-state reversible logic elements with three or more symbols are all universal (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Morita, T. Ogiro, A. Alhazov, T. Tanizawa
  • 雑誌名: J. of Mult.-Valued Logic and Soft Computing 巻: Vol.37 ページ: 37-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-way reversible multihead finite automata (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 雑誌名: Fundamenta Informaticae 巻: Vol.110 ページ: 241-254
  • DOI: DOI:10.3233/FI - 2011 - 541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulating reversible Turing machines and cyclic tag systems by one-dimensional reversible cellular automata (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: Vol.412 ページ: 3856-3865
  • DOI: DOI:10.1016/j.tcs.2011.02.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Universality issues in reversible computing systems and cellular automata (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 雑誌名: Electronic Notes in Theoretical Computer Science 巻: Vol.253 ページ: 23-31
  • DOI: DOI:10.1016/j.entcs.2010.02.004
• [雑誌論文] Universality of 2-state 3-symbol reversible logic elements - A direct simulation method of a rotary element, Proceedings in Information and Communications Technology (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ogiro, A. Alhazov, T. Tanizawa, K. Morita
  • 雑誌名: Springer Japan 巻: Vol.2 ページ: 206-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] On reversibility and determinism in P systems, Lecture Notes in Computer Science (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Alhazov, K. Morita
  • 雑誌名: SpringerVerlag 巻: Vol. 5957 ページ: 158-168
  • 査読あり
• [学会発表] A deterministic two-way multi-head finite automaton can be converted into a reversible one with the same number of heads (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 学会等名: 4th Workshop on Reversible Computation
  • 発表場所: Copenhagen (Denmark).
  • 年月日: 2012-07-02
• [学会発表] 記憶付き可逆論理素子の能力の階層構造について (2012)
  • 著者名/発表者名: 向井優太, 森田憲一
  • 学会等名: 2011 年度冬の LA シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-01-31
• [学会発表] Universality of 1-D reversible number-conserving cellular automata (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 学会等名: International Meeting on Cellular Automata
  • 発表場所: 寝屋川
  • 年月日: 2012-01-13
• [学会発表] Reversible logic elements with memory (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 学会等名: Dagstuhl Seminar on Design of Reversible and Quantum Circuits
  • 発表場所: Schloss Dagstuhl (Germany).
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] Reversible computing and cellular automata as complex systems (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 学会等名: Int. Workshop on Complex Systems as Computing Models (招待講演)
  • 発表場所: Mexico City (Mexico).
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] チューリングマシンを直接模倣する可逆セルオートマトン (2011)
  • 著者名/発表者名: 長岡勇介, 森田憲一, 岩本宙造, 今井克暢
  • 学会等名: 平成23年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 記憶付き可逆論理素子と可逆論理ゲートの分類 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊吹拓也, 森田憲一, 岩本宙造, 今井克暢
  • 学会等名: 平成23年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] サイクリックタグシステムの適切な符号化による 3 記号万能可逆チューリングマシンの小サイズ化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田隼人, 森田憲一, 岩本宙造, 今井克暢
  • 学会等名: 平成23年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 2 記号記憶付き可逆論理素子の万能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井優太, 森田憲一, 岩本宙造, 今井克暢
  • 学会等名: 平成23年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] Reversible multi-head finite automata and languages accepted by them (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 学会等名: 3rd Workshop on Reversible Computation
  • 発表場所: Gent (Belgium).
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] Reversible computing -Towards utilizing Nature's process for computing (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 学会等名: 1st nternational Conference on Networking and Computing (招待講演)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] 記憶付き可逆論理素子のビリヤードボールモデル上での実現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井優太, 森田憲一, 岩本宙造, 今井克暢
  • 学会等名: 平成22年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 総社
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] 小サイズ 3 記号万能可逆チューリングマシンの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田隼人, 森田憲一, 岩本宙造, 今井克暢
  • 学会等名: 平成22年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 総社
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] 可逆セルオートマトンによる可逆チューリングマシンのシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 長岡勇介, 森田憲一, 岩本宙造, 今井克暢
  • 学会等名: 平成22年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 総社
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] Non-degenerate 2-state reversible logic elements with three or more symbols are all universal (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Morita, T. Ogiro, A. Alhazov, T. Tanizawa
  • 学会等名: 2nd Workshop on Reversible Computation
  • 発表場所: Bremen (Germany)
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] Realizing reversible logic elements with memory in the billiard ball model (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Mukai, K. Morita
  • 学会等名: The UC 2010 Hypercomputation Workshop (HyperNet 10)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] 可逆コンピューティングとセルオートマトン (2009)
  • 著者名/発表者名: 森田憲一
  • 学会等名: イノベイティブコンピューティング調査研究会・講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] Simulating reversible Turing machines by 1-dimensional reversible cellular automata (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Morita
  • 学会等名: 15th nternational Workshop on Cellular Automata and Discrete Complex Systems
  • 発表場所: Sao Jose dos Campos (Brazil).
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] Computation in reversible cellular automata (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Morit
  • 学会等名: 15th International Meeting on DNA Computing and Molecular Programming (招待講演)
  • 発表場所: Fayetteville (USA)
  • 年月日: 2009-06-11
• [図書] Handbook of Natural Computing ("Reversible cellular automata" by K. Morita を執筆) (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Rozenberg, T. Baeck, J.N. Kok (eds.)
  • 総ページ数: 2100
  • 出版者: Springer-Verlag
• [図書] 可逆計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森田憲一
  • 総ページ数: 212
  • 出版者: 近代科学社
• [図書] Encyclopedia of Complexity and Systems Science ("Reversible cellular automata" by K. Morita, pp.7679-7695, and "Reversible computing" by K. Morita (2009)
  • 著者名/発表者名: R.A. Meyers (ed.)
  • 総ページ数: 10370
  • 出版者: pringer-Verlag
• [備考] 1. 森田憲一,可逆計算, 2012 〔図書 2〕 の一部.
  • URL: http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/00032372
• [備考] 2. K. Morita, Design of Reversible and Quantum Circuits, Dagstuhl Seminar 11502, Schloss Dagstuhl,, Germany, 2011.
  • URL: http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/00032376
• [備考] 3. K. Morita, K. Imai, Self-reproduction in two- and three-dimensional reversible cellular automata, 2011.
  • URL: http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/0003136
• [備考] 4. K. Morita, Universal reversible cellular automata in which counter machines are concisely embedded, 2011.
  • URL: http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/00031367
• [備考] 5. K. Morita, Constructing a reversible Turing machine by a rotary element, a reversible logic element with memory , 2010
  • URL: http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/00029224