大規模TQEC回路の自動最適化手法

浅井 孝太  星 孝太郎  山下 茂  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J102-D   No.5   pp.367-377
発行日: 2019/05/01
Online ISSN: 1881-0225
DOI: 10.14923/transinfj.2018JDP7040
論文種別: 論文
専門分野: 情報・システム基礎
キーワード: 
量子計算,  トポロジカル量子計算,  量子回路,  回路設計,  

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あらまし: 
フォールトトレラント量子計算を実現するモデルの一つとして,近年注目されているtopological cluster stateにおける量子回路表現であるTQEC回路の設計の自動化と最適化手法が必要とされている.現在,Palerらによって提案されているTQEC回路の自動設計手法では,回路の最適化が十分に行われていない.本論文では,TQEC回路のモジュール化について提案し,モジュール単位での最適化を行うことで,大規模な回路の自動最適化を行う手法を提案する.モジュールを利用した最適化に関する提案には,モジュールの配置手法と配線手法,量子ゲートの並列化によるTQEC回路の最適化手法,故障を考慮した予備モジュール数の最適化手法が含まれる.提案手法では,モジュールの許容故障率と必要な量子ビット数の上限を設定した上で,所望の量子計算を実現するモジュールの生成を行う.