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(In Japanese)2.フラクタル構造の量子プロセッサ

Research report code R013000299
Posted date Oct 1, 2003
Researchers
  • (In Japanese)藤島 実
  • (In Japanese)大内 真一
  • (In Japanese)鳳 紘一郎
Affiliation
  • (In Japanese)東京大学
  • (In Japanese)東京大学
  • (In Japanese)東京大学
Research organization
  • (In Japanese)東京大学
Report name (In Japanese)2.フラクタル構造の量子プロセッサ
Technology summary (In Japanese)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。
Drawing

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R013000299_01SUM.gif
Research field
  • Solid‐state devices
  • General
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)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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