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(In Japanese)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

Research report code R000000547
Posted date Sep 30, 2002
  • (In Japanese)大内 真一
  • (In Japanese)藤島 実
  • (In Japanese)鳳 紘一郎
  • (In Japanese)東京大学工学系研究科
  • (In Japanese)東京大学新領域創成科学研究科
  • (In Japanese)東京大学新領域創成科学研究科
Research organization
  • (In Japanese)東京大学新領域創成科学研究科
Report name (In Japanese)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
Technology summary (In Japanese)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。

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R000000547_01SUM.gif R000000547_02SUM.gif
Research field
  • Theory of computation
  • Digital computer hardwares in general
  • Computer system development
  • Manufacturing technology of solid‐state devices
  • Semiconductor integrated circuit
Published papers related (In Japanese)(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.
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena
Information research report
  • (In Japanese)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.