2017 Fiscal Year Annual Research Report
Reversible Computing Systems as Future Computing Mechanisms, Their Efficient Realization, and Theoretical Systematization
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15K00019
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
森田 憲一 広島大学, 工学研究科, 名誉教授 (00093469)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 可逆計算機構 / 可逆セルオートマトン / 可逆チューリング機械 / 計算万能性 / 可逆論理素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可逆コンピューティングは、将来、物理的な可逆性を直接に利用した高集積度の計算機を構成しようとしたときに鍵となる計算パラダイムであり、量子コンピューティングとも関係している。平成29年度は、特に可逆セルオートマトンの枠組みを用いて、単純な遷移規則から可逆計算システムがどのように構成できるかを研究し、以下の成果を得た。また、可逆コンピューティング理論の体系化と、これまでの成果の集大成を行った。
１．非常に単純な２次元可逆セルオートマトンの計算能力の解明： 前年に引き続き、可逆的な初等的三角形状分割セルオートマトン(可逆ETPCA)の諸性質と計算能力を研究した。可逆ETPCAは極度に単純な並列システムであるので、どのような可逆的法則から計算万能性が発現するかを研究するのに適している。今年度は、36種類ある可逆ETPCAの内で最も興味深い振舞いを示す、識別番号0347の可逆ETPCAの複雑な挙動を分析・解明すると共に、それを利用して可逆Turing機械を階層的かつ簡潔にセル空間中に実現する方法を示した。
２．1次元可逆セルオートマトンの計算能力の解明： この課題を研究するために、形式言語を受理する2種類の1次元可逆セルオートマトンのモデルを提案し、その能力を調べた。その結果、これらのモデルが、可逆性制約のない各モデルと等能力である、つまり可逆性制約によって言語受理能力が低下しないことを明らかにした。また、1次元セルオートマトンで可逆論理ゲートを実現する方法についても研究した。
３．可逆コンピューティング理論の体系化： 過去約30年間に亘って研究代表者が続けてきた研究の成果をとりまとめて体系化し、詳述した英文単行本を出版した。
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[Journal Article] East-West paths to unconventional computing2017
Author(s)
A. Adamatzky, S. Akl, M. Burgin, C.S. Calude, J.F. Costa, M.M. Dehshibi, Y.P. Gunji, Z. Konkoli, B. MacLennan, B. Marchal, M. Margenstern, G.J. Martinez, R. Mayne, K. Morita, A. Schumann, Y.D. Sergeyev, G.Ch. Sirakoulis, S. Stepney, K. Svozil, H. Zenil
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Journal Title
Progress in Biophysics and Molecular Biology
Volume: 131
Pages: 469～493
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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