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量子計算のハードウェアエミュレーション:量子計算能力を持つシリコンの実現

研究報告コード R000000547
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 大内 真一
  • 藤島 実
  • 鳳 紘一郎
研究者所属機関
  • 東京大学工学系研究科
  • 東京大学新領域創成科学研究科
  • 東京大学新領域創成科学研究科
研究機関
  • 東京大学新領域創成科学研究科
報告名称 量子計算のハードウェアエミュレーション:量子計算能力を持つシリコンの実現
報告概要 コンピュータ能力を飛躍的に高めるために量子計算機の数学的論理をシリコンベースのVLSIで実現することを試みた。第一段として,集積FIR(有限パルス応答)フィルターを持つ量子計算用ハードウェア・エミュレーション・エンジンを設計した。このハードウェアは重ね合わせ状態を表す周期信号に対し,ユニタリー変換を用いて演算を行うことにより波動関数の発展をエミュレートする。量子計算のアルゴリズムをフーリエ級数を用いてシミュレートし,係数をDFT(離散フーリエ変換)を用いて計算する。N×Nユニタリー変換行列UをN並列複素FIRフィルターを離散周波数変換と併用しハードウエアを実現した(図1)。このエミュレーション・エンジンを実験的に検証するためにFPGA(Field Programmable Gate Array)を用い,データ検索用Groverのアルゴリズムを用いた。その結果,振動パターンをDFTで振動スペクトルに変換することを実演した。
画像

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研究分野
  • 計算理論
  • ディジタル計算機ハードウェア一般
  • 計算機システム開発
  • 固体デバイス製造技術一般
  • 半導体集積回路
関連発表論文 (1)S. O'uchi, M. Fujishima and K. Hoh: Extended Abstract of the 1999 Int. Conf. on Solid State and Materials (The Japan Society of Applied Physics, Tokyo, 1999) p.96.
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「電子・光子等の機能制御」研究代表者 鳳 紘一郎(東京大学新領域創成科学研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 大内 真一朗,藤島 実,鳳 紘一郎. Hardware Emulation of Quantum Computing: Towards the Realization of Quantum-Comparable Computational Ability on Silicon. 戦略的基礎研究推進事業「電子・光子等の機能制御」The First CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2000. p.80 - 80.

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