| 研究概要 |
これまでに理想的な量子計算機上の量子アルゴリズムや量子通信プロトコルについてさまざまな結果が知られているが,それらのアルゴリズムや通信プロトコルを実際に実装する際の問題点がいろいろと指摘されている.本研究では,実装上の問題点を考慮した「現実的な」量子計篁機のモデルを構築し,その上での量子アルゴリズムの評価を行うことが目的である.
本年度の研究成果は以下の通りである.
1.実装が容易で現実的な量子計算モデルとしてLNNアーキテクチャに着目し,研究を行った.結果として,通常の量子回路をLNNアーキテクチャ量子回路に自動的に変換し,かつ,変換した量子回路甲で用いられるスワップゲート数を最適化する手法を開発した.
2.代表的な量子アルゴリズムである量子ウォークについて研究を行い,(i)量子ウナークと古典ウォークを組み合わせてSAT問題を解く手法を考案した.実験の結果,提案手法により,量子ウォークのみを用いる手法よりも高速化が可能であること示した.この結果は「量子アルゴリスムはオーバーヘッドが大きいため,必要なところにのみ適用し,その他は古典アルゴリズムを用いる方が良い」という現実的な量子計算機の使用法を示唆しており,本研究の目的に合致する成果といえる.(ii)量子ウォークの位相パラメータにより,量子ウォークの振る舞いがどのように変化するかを解析的に示すことに成功した.
3.2つのビット列がオラクルとして与えられた際.そのビット列間のハミング距離を判定する量子アルゴリズムを開発した.開発したアルゴリズムの量子質問計算量を評価し,アルゴリズムの高速性を示した.
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