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J-GLOBAL ID：201503060456880644
量子計算方法、量子計算装置及び量子回路
Inventor：
,
Applicant, Patent owner：
Agent (3)：
中尾 直樹
, 中村 幸雄
, 義村 宗洋
Gazette classification：特許公報
Application number (International application number)：2011225550
Publication number (International publication number)：2013088839
Patent number：5722187
Application date： Oct. 13, 2011
Publication date： May. 13, 2013
Claim (excerpt)：
【請求項1】 nが1以上の整数であり、mがlog(n+1)以上の最小の整数であり、gが2≦g≦mを満たす整数であり、jが1≦j≦mを満たす整数であり、kが1≦k≦nを満たす整数であり、xk(1≦k≦n)が0又は1であり、n個の量子ビットR11,...,R1nからなるレジスタR1の初期量子状態が|x1>...|xn>であり、n個の量子ビットRg1,...,RgnからなるレジスタRgの初期量子状態のそれぞれが|0>...|0>であり、n個の量子ビットSj1,...,SjnからなるレジスタSjの初期量子状態のそれぞれが|0>...|0>であり、α=(2m-1)-1個の量子ビットTj1,...,TjαからなるレジスタTjの初期量子状態のそれぞれが|0>...|0>であり、β=(2m)-m-1個の量子ビットU1,...,UβからなるレジスタUの初期量子状態が|0>...|0>であり、γ=(2m)-1個の量子ビットV1,...,VγからなるレジスタVの初期量子状態が|0>...|0>であり、
(a-1) 各k (1≦k≦n)について、前記量子ビットR1kを制御ビットとし、前記量子ビットR2k,...,Rmkを目標ビットとして、前記量子ビットR1k,...,Rmkに対する(m-1)-Fanout演算を実行するステップと、
(a-2) 各j (1≦j≦m)について、前記量子ビットSj1に対するアダマール演算Hを実行するステップと、
(a-3) 前記ステップ(a-2)の後、各j (1≦j≦m)について、前記量子ビットSj1を制御ビットとし、前記量子ビットSj2,...,Sjnを目標ビットとして、前記量子ビットSj1,...,Sjnに対する(n-1)-Fanout演算を実行するステップと、
(a-4) 前記ステップ(a-3)の後、各j, k (1≦j≦m, 1≦k≦n)について、前記量子ビットRjkを制御ビットとし、前記量子ビットSjkを目標ビットとして、前記量子ビットRjk, Sjkに対するCPHASE(j-1)演算を実行するステップと、
(a-5) 前記ステップ(a-4)の後、各j (1≦j≦m)について、前記量子ビットSj1を制御ビットとし、前記量子ビットSj2,...,Sjnを目標ビットとして、前記量子ビットSj1,...,Sjnに対する(n-1)-Fanout演算を実行するステップと、
(a-6) 前記ステップ(a-5)の後、各j (1≦j≦m)について、前記量子ビットSj1に対するアダマール演算Hを実行するステップと、
(b-1) 前記ステップ(a-6)の後、各j (1≦j≦m)について、前記量子ビットSj1を制御ビットとし、前記量子ビットTj1,...,Tjαを目標ビットとして、前記量子ビットSj1,Tj1,...,Tjαに対する(α)-Fanout演算を実行するステップと、
(b-2) 前記ステップ(b-1)の後、各j, p (1≦j≦m, 1≦p≦(2m-1)-1)について、前記量子ビットTjpに対するアダマール演算Hを実行し、各q (1≦q≦(2m)-m-1)について、前記量子ビットUqに対するアダマール演算Hを実行するステップと、
(b-3) yj(1≦j≦m)が0又は1であり、Yが|y|=y1+...+ym≧2を満たすm桁の任意のビット列y=y1...ymを要素とする集合であり、前記ビット列y=y1...ymを構成するビットy1,...,ymの中で値が1であるビットが
であり、a(y1,...,ym) (1≦a(y1,...,ym)≦(2m)-m-1)が、前記集合Yに属する前記ビット列y=y1...ymのそれぞれに対して、前記ビット列y=y1...ymが表す2進数表現値の小さい方から順番に付された1から(2m)-m-1までの互いに異なる整数番号であり、aj(y1,...,ym)が、前記集合Yの要素であるビット列y’=y1’...ym’のうちで、当該ビット列y’=y1’...ym’が表す2進数表現値が当該aj(y1,...,ym)に対応する前記ビット列y=y1...ymが表す2進数表現値よりも小さく、なおかつ、ビットyj’の値が1であるビット列の個数に1を加えた数であり、前記ステップ(b-2)の後、前記集合Yに属する各要素について、前記量子ビット
を制御ビットとし、前記量子ビット
を目標ビットとして、前記量子ビット
に対する(|y|)-Fanout演算を実行するステップと、
(b-4) 前記ステップ(b-3)の後、各j, p (1≦j≦m, 1≦p≦(2m-1)-1)について、前記量子ビットTjpに対するアダマール演算Hを実行し、各q (1≦q≦(2m)-m-1)について、前記量子ビットUqに対するアダマール演算Hを実行するステップと、
(b-5) 前記量子ビットV1に対するアダマール演算Hを実行するステップと、
(b-6) 前記ステップ(b-5)の後、前記量子ビットV1を制御ビットとし、前記量子ビットV2,...,Vγを目標ビットとして、前記量子ビットV1,...,Vγに対する(γ-1)-Fanout演算を実行するステップと、
(b-7) 前記ステップ(a-6)及び(b-6)の後、各j (1≦j≦m)について、前記量子ビットSj1を制御ビットとし、前記量子ビットVjを目標ビットとして、前記量子ビットSj1, Vjに対するCPHASE(m-1)演算を実行し、各q (1≦q≦(2m)-m-1)について、前記ステップ(b-4)が実行された前記量子ビットUqを制御ビットとし、前記量子ビットVm+qを目標ビットとして、前記量子ビットUq, Vm+qに対するCPHASE(m-1)演算を実行するステップと、
(b-8) 前記ステップ(b-7)の後、前記量子ビットV1を制御ビットとした前記量子ビットV1,...,Vγに対する(γ-1)-Fanout演算を実行するステップと、
(b-9) 前記ステップ(b-8)の後、前記量子ビットV1に対するアダマール演算Hを実行するステップと、
を有する量子計算方法。
IPC (2)：
G06F 7/49 ( 200 6.01)
, G06N 99/00 ( 201 0.01)
