2000 Fiscal Year Annual Research Report

将来の計算機構としての可逆コンピューティングの研究

Research Project

Project/Area Number	12680353
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	森田憲一広島大学, 工学部, 教授 (00093469)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	今井勝喜広島大学, 工学部, 助手 (20253106)
Keywords	可逆計算機構 / 可逆論理 / 論理素子 / 論理万能性 / 可逆セル・オートマトン / 保存性 / 生成文法
Research Abstract	可逆コンピューティングは、量子コンピューティングの理論的基礎の一つであるだけでなく、それ自体が将来の計算機の可能性を探る研究として重要であり、現在その基礎研究が最も必要な時期にある。本研究ではそのような観点から可逆計算機構の理論的研究を行い、以下の成果を得た。 1.可逆コンピュータの構成に適した新しい可逆論理素子従来の可逆論理素子で論理万能性を持つものとしてはFredkinゲート、Toffoliゲートが知られているが、本研究では「ロータリー素子」と呼ぶ新しい可逆論理素子を提案し、その万能性を証明した。本素子は非常に単純であるにもかかわらず、従来の素子に比較して可逆順序機械や可逆チューリング機械を大変簡潔に構成できる。 2.計算万能性を有する可逆的かつ保存的なセル・オートマトン可逆性に加え、(エネルギー保存則などに対応する)保存性を有するような可逆セル・オートマトンで非常に単純な遷移規則を持つものを2種類提案し、その空間に任意の可逆カウンタ機械が埋め込めることを示した。これにより、可逆的な計算過程がどれほど単純な可逆的保存的素過程に分解できるかという問題に対する一つの知見を与えた。 3.可逆性に相当する性質を持つ記号列生成システムの研究可逆性の概念を記号列生成システムに導入した一意解析可能文法の基本的性質を研究し、決定性Chomsky階層を特徴づける簡潔な3つの標準形を与えた。さらに、これを単一化文法へ拡張する方法も示した。

Research Products

(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] K.Morita: "Embedding a counter machine in a simple 2-D reversible cellular space"Proc.Sixth IFIP Workshop on Cellular Automata,Osaka. 30-31 (2000)
[Publications] J.Lee: "Uniquely parsable unification grammars and their parser implemented in Prolog"Grammars. 3・1. 63-81 (2000)
[Publications] J.Lee: "Normal forms for uniquely parsable grammar classes forming the deterministic Chomsky hierarchy"IEICE Trans.on Information and Systems. E83-D・11. 1917-1923 (2000)
[Publications] K.Morita: "Computation and life in a reversible cellular space"Proc.Sixth Int.Symp.on Artificial Life and Robotics, Tokyo. 377-380 (2001)
[Publications] K.Morita: "A simple universal logic element and cellular automata for reversible computing(招待講演)"Proc.Int.Conference on Machines, Computations and Universality, Chisinau, Moldova (to appear). (2001)
[Publications] K.Morita: "A simple computer embedded in a reversible and number-conserving two-dimensional cellular space"Multiple-Valued Logic (to appear). (2001)
[Publications] E.Goles (ed.): "Complex Systems (K.Morita : Cellular automata and artificial life)"Kluwer Academic Publishers, Dortrecht (to appear). (2001)
[Publications] C.Martin-Vide (ed.): "Grammars and Automata for String Processing (K.Morita : A new universal logic element for reversible computing)"Gordon and Breach, London (to appear). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

将来の計算機構としての可逆コンピューティングの研究

Principal Investigator

森田 憲一 広島大学, 工学部, 教授 (00093469)

Research Products

[Publications] K.Morita: "Embedding a counter machine in a simple 2-D reversible cellular space"Proc.Sixth IFIP Workshop on Cellular Automata,Osaka. 30-31 (2000)

[Publications] J.Lee: "Uniquely parsable unification grammars and their parser implemented in Prolog"Grammars. 3・1. 63-81 (2000)

[Publications] J.Lee: "Normal forms for uniquely parsable grammar classes forming the deterministic Chomsky hierarchy"IEICE Trans.on Information and Systems. E83-D・11. 1917-1923 (2000)

[Publications] K.Morita: "Computation and life in a reversible cellular space"Proc.Sixth Int.Symp.on Artificial Life and Robotics, Tokyo. 377-380 (2001)

[Publications] K.Morita: "A simple universal logic element and cellular automata for reversible computing(招待講演)"Proc.Int.Conference on Machines, Computations and Universality, Chisinau, Moldova (to appear). (2001)

[Publications] K.Morita: "A simple computer embedded in a reversible and number-conserving two-dimensional cellular space"Multiple-Valued Logic (to appear). (2001)

[Publications] E.Goles (ed.): "Complex Systems (K.Morita : Cellular automata and artificial life)"Kluwer Academic Publishers, Dortrecht (to appear). (2001)

[Publications] C.Martin-Vide (ed.): "Grammars and Automata for String Processing (K.Morita : A new universal logic element for reversible computing)"Gordon and Breach, London (to appear). (2001)

森田憲一広島大学, 工学部, 教授 (00093469)