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2.フラクタル構造の量子プロセッサ

研究報告コード R013000299
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 藤島 実
  • 大内 真一
  • 鳳 紘一郎
研究者所属機関
  • 東京大学
  • 東京大学
  • 東京大学
研究機関
  • 東京大学
報告名称 2.フラクタル構造の量子プロセッサ
報告概要 量子力学的な重ね合わせを利用する量子コンピュータは量子コヒーレンスの破れ(デコヒーレンス)の問題があるので大規模化できない。そこで我々は量子コンピューティングに匹敵する計算スピードをもつLSIの設計を研究している。昨年,複素交流信号を用いて量子的重ね合わせをエミュレートするシステムを作り,量子アルゴリズムを実証した。今年は昨年のよりも速いプロセッサを研究している。その量子プロセッサでは,一つの内部状態を2のn乗個のプロセッサ要素(PE)に割り当てることで,量子コンピューティングのn-qubitに等価なn-bit動作が行われる。一回の計算で,2のn乗個のPEが,一つのqubitを使ったユニバーサルユニタリー操作か二つのqubitを使ったユニバーサルコントロール操作を行う。アドレスビットだけが違うすべてのPEは外から制御されるスイッチを通してつながっている。大規模なハードウエアを効率よくデザインするために,量子プロセッサにフラクタル構造を用いた。そのブロックダイアグラムを図1に示す。この構造を用いて,8 qubitの量子回路動作を持つ量子プロセッサを1チップのFPGAに組み込んだ。量子プロセッサはPCから制御されたシステムの中で動作している。現在,いくつかの量子アルゴリズムがそのシステムでテストされている。
画像

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研究分野
  • 固体デバイス
  • 集積回路一般
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、電子・光子等の機能制御/研究代表者 鳳 紘一郎(東京大学大学院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
  • 藤島 実,大内 真一,鳳 紘一郎. Fractal-Structured Quantum Processor. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.86 - 87.

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