実現可能性を考慮した量子計算モデルの解析に関する研究

考虑可行性的量子计算模型分析研究

基本信息

批准号：
15700014
负责人：
中西正樹
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700014/
关键词：
量子計算量子オートマトン量子分散計算量子秘密通信プロトコル量子質問量量子計算モデル量子計算機シミュレータ量子プッシュダウンオートマトン計算モデル有限オートマトンプッシュダウンオートマトン FPGA

项目摘要

本年度の研究実績としては主に次の3点が挙げられる.1つ目は,量子オートマトンに関する結果であり,量子プッシュダウンオートマトンに関して,対応する古典モデルとの比較を行い,量子モデルの優位性を示した.具体的には,片側誤りの条件の下で,古典スタック付き量子プッシュダウンオートマトンが古典プッシュダウンオートマトンよりも真に能力が高いこと,及び,エラーなし計算の条件の下で,量子プッシュダウンオートマトンで計算可能であるが,古典プッシュダウンオートマトンでは計算不可能な部分関数が存在することを示した.2つ目は,分散計算において,量子プロトコルが古典プロトコルと比べて通信量を減らすことができることを示した.具体的には,分散計算のためのネットワークにトポロジを取り入れ,リング上のn人でDistinctnessと呼ばれる関数を計算する効率的なプロトコルを提案した.また,そのプロトコルが条件によっては最適であることを示した.3つ目の結果として,効率的に盗聴者の存在を検出できる量子秘密通信プロトコルを開発した.送信者と受信者の間で,秘密情報および囮情報を複数回やりとりすることにより,安全に量子情報を送信することができる.量子情報を送信できる秘密通信プロトコルの提案は,筆者の知る限り初めてであり,重要な結果であるといえる.その他にも,エラーを含むオラクルを用いた場合の量子質問量に関する結果として,オラクルがエラーを含む場合でも効率的に問題を解くためのアルゴリズムを提案した.また,量子封印プロトコルについても,成果を挙げている.これらの結果は,いずれも量子デバイスだけでなく古典デバイスとの協調計算を行ったり,問題設定として現実的な状況を考えており,結果として現実的な状況を考慮した場合に置ける量子計算機の優位性を示している.

今年的研究结果主要给出：以下三点。第一个是量子自动机的结果，将量子下降自动机与相应的经典模型进行了比较，显示了量子模型的优势。具体而言，我们表明，在单方面误差的条件下，带经典堆栈的量子下降自动机确实比经典的下降自动机更有能力，并且在没有错误计算的条件下，可以使用量子下降自动机进行一些亚功能，但是有一些无法通过经典的局部功能来计算经典的局部功能。第二个显示，与分布式计算中的经典协议相比，量子协议可以减少流量。具体而言，我们提出了一个有效的协议，该协议将拓扑结合到网络中，以进行分布式计算，并计算出与n人在环上的函数。我们已经证明该协议取决于条件。第三结果，我们开发了一种量子秘密通信协议，可以有效地检测出窃听者的存在。通过交换发件人和接收者之间的秘密信息和诱饵信息，可以安全地传输量子信息。这是第一次，据我所知，可以提出秘密通信协议，该协议可以传播量子信息，并且可以说这是一个重要的结果。在使用量子问题时，还可以提出量子的量子，即使是错误的问题，即使是a gormita的问题，即使是一个问题。量子密封协议也已取得了结果。这些结果不仅是与量子设备，而且是经典设备的合作计算，并将现实情况视为问题设置，因此，当考虑到现实情况时，可以放置的量子计算机的优势可以放置。