Quantum Algorithms for Large-Scale Quantum Computers: New Horizons and Applications

大规模量子计算机的量子算法:新视野和应用

基本信息

  • 批准号:
    20H04139
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

2022年度は量子アルゴリズムの開発および量子コンピュータの計算能力の究明について、様々な側面から研究を推進し、数多くの成果を得た。まず、量子特異値変換(QSVT)という、量子アルゴリズムを記述するための統一されたフレームワークについて研究した。低次数の多項式に関連するQSVTを任意の定数精度で効率的に脱量子化する方法を示し、高速な古典アルゴリズムを構築した。その一方、高次数の多項式に関連するQSVTについては、脱量子化の不可能性を示唆する成果を得た。その成果により、化学計算における量子アルゴリズムの優位性を厳密に証明することができた。次、計算量理論の側面から量子コンピュータの計算能力の究明に取り組んだ。量子・古典ハイブリッドモデルにおいて、様々な計算に対して必要な計算資源を厳密に解析した結果、量子・古典ハイブリッド回路の深さが計算能力に大きく影響することを明らかにした。また、困難性自己増幅という概念に着目して、Fine-grained Complexityの既存研究で研究された自然な分布問題について、困難性の自己増幅の結果を証明した。さらに、量子分散アルゴリズムの開発に取り組んだ。2021年度に引き続き、分散検証という枠組みで量子分散アルゴリズムの計算能力を調査した結果、量子分散計算の優位性を証明することに成功した。また、グローバルな問題、つまり帯域幅が制限されていない場合でも直径時間を必要とする問題に対して、新しいテクニックを導入し、様々な高速な分散アルゴリズムを構築した。
2022 annual は quantum ア ル ゴ リ ズ ム の open 発 お よ び quantum コ ン ピ ュ ー タ の の computing power in Ming に つ い て, others 々 な side か ら research を し, more く の results を た. ま ず, quantum on specific numerical variations in (QSVT) と い う, quantum ア ル ゴ リ ズ ム を account す る た め の unified さ れ た フ レ ー ム ワ ー ク に つ い て research し た. Low frequency の polynomial に masato even す る QSVT を arbitrary の destiny precision で に sharper rate that the quantization す る method を し, high-speed な classical ア ル ゴ リ ズ ム を build し た. そ の side, high frequency の polynomial に masato even す る QSVT に つ い て は, quantization の impossibility を in stopping す た を る achievements. そ の results に よ り, chemical calculation に お け る quantum ア ル ゴ リ ズ ム の primacy を 厳 dense に prove す る こ と が で き た. Second, in terms of computational power theory, the <s:1> side of ら quantum コ ピュ ピュ タ タ research on <s:1> computational power <e:1> に takes the exponent んだ. Quantum, classical ハ イ ブ リ ッ ド モ デ ル に お い て, others 々 な computing に し seaborne て な computational resources necessary を 厳 dense に parsing し た results, quantum classical ハ イ ブ リ ッ ド loop の deep さ が computing power に き く influence す る こ と を Ming ら か に し た. ま た, difficulty of rights と い う concept with mesh し に て, Fine - grained Complexity の existing research で さ れ た distribution of natural な に つ い て, difficulty の rights of の results を risk し た. Youdaoplaceholder0, quantum dispersion ア ア ゴリズム ゴリズム, <s:1> development に, take さらに group んだ. 2021 に lead き 続 き, scattered 検 と い う 枠 group み で quantum scattered ア ル ゴ リ ズ ム の computing を survey し た results, scattered quantum computing の primacy を prove す る こ と に successful し た. ま た, グ ロ ー バ ル な problem, つ ま り 帯 domain the limitations of が さ れ て い な い occasions で も を diameter time necessary と す る problem に し seaborne て, new し い テ ク ニ ッ ク を import し, others 々 な high-speed な scattered ア ル ゴ リ ズ ム を build し た.

项目成果

期刊论文数量(67)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
パーダーボルン大学(ドイツ)
帕德博恩大学(德国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Pierre Fraigniaud, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura and Ami Paz
皮埃尔·弗莱尼奥、弗朗索瓦·勒加尔、西村晴道和阿米·帕斯
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    西改太一;宮田琴子;眞邉泰斗;柴田裕一郎;Distributed Quantum Proofs for Replicated Data
  • 通讯作者:
    Distributed Quantum Proofs for Replicated Data
ノイズ付き浅層回路による量子計算の優位性
使用带有噪声的浅层电路进行量子计算的优点
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Francois Le Gall;長谷川 敦哉
  • 通讯作者:
    長谷川 敦哉
Theoretical Foundations of Quantum Advantage
量子优势的理论基础
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kundu;V. L. Sarvasiddi;S. Bhattacharjee;S. Yamashita and S. Roy;Francois Le Gall
  • 通讯作者:
    Francois Le Gall
Lower Bounds for Induced Cycle Detection in Distributed Computing
分布式计算中诱导循环检测的下限
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  • 作者:
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ルガル フランソワ其他文献

疎グラフ上での三角形発見問題の量子アルゴリズム
稀疏图上三角形查找问题的量子算法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    ルガル フランソワ;中島章吾
  • 通讯作者:
    中島章吾
Fan-outゲート付きの浅層量子回路の計算能力
具有扇出门的浅量子电路的计算能力
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    荒木 亮雅;河内 亮周;ルガル フランソワ;ロスマニス アンシス
  • 通讯作者:
    ロスマニス アンシス

ルガル フランソワ的其他文献

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中規模量子コンピュータによるセキュアな分散型量子計算の基盤創出
使用中型量子计算机创建安全分布式量子计算平台
  • 批准号:
    24H00071
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 11.07万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Theoretical Research on Quantum Supremacy
量子霸权理论研究
  • 批准号:
    19F19079
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 11.07万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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