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公開番号2025055825
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023165202
出願日2023-09-27
発明の名称期待値算出システム、期待値算出装置、及び期待値算出方法
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G06N 10/60 20220101AFI20250401BHJP(計算;計数)
要約【課題】量子コンピュータを用いた期待値計算の計算精度を向上させる。
【解決手段】量子コンピュータは、量子回路を用いて計算対象の期待値を計算する。更新部は、量子コンピュータから期待値を取得し、期待値に基づいて量子回路のパラメータを更新することで更新後のパラメータを求め、更新後のパラメータを適用した量子回路を用いて期待値を計算するように量子コンピュータを制御する更新処理を行う。更新部は、更新処理を所定回数行うことで、特定のパラメータを求める。計算部は、特定のパラメータを適用した量子回路を用いて、量子コンピュータよりも高い精度で期待値を計算する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
量子回路を用いて計算対象の期待値を計算する量子コンピュータと、
前記量子コンピュータから前記期待値を取得し、前記期待値に基づいて前記量子回路のパラメータを更新することで更新後のパラメータを求め、前記更新後のパラメータを適用した前記量子回路を用いて前記期待値を計算するように前記量子コンピュータを制御する更新処理を、所定回数行うことで、特定のパラメータを求める更新部と、
前記特定のパラメータを適用した前記量子回路を用いて、前記量子コンピュータよりも高い精度で前記期待値を計算する計算部と、
を備えることを特徴とする期待値算出システム。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記計算部は、量子シミュレータを用いて前記期待値を計算することを特徴とする請求項１記載の期待値算出システム。
【請求項３】
前記計算部は、誤り訂正機能を有する量子コンピュータであることを特徴とする請求項１記載の期待値算出システム。
【請求項４】
前記更新部は、前記量子コンピュータから取得された前記期待値が収束したときのパラメータを、前記特定のパラメータとして求めることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の期待値算出システム。
【請求項５】
量子回路を用いて計算対象の期待値を計算する量子コンピュータから、前記期待値を取得し、前記期待値に基づいて前記量子回路のパラメータを更新することで更新後のパラメータを求め、前記更新後のパラメータを適用した前記量子回路を用いて前記期待値を計算するように前記量子コンピュータを制御する更新処理を、所定回数行うことで、特定のパラメータを求める更新部と、
前記特定のパラメータを適用した前記量子回路を用いて、前記量子コンピュータよりも高い精度で前記期待値を計算する計算部と、
を備えることを特徴とする期待値算出装置。
【請求項６】
量子コンピュータが、量子回路を用いて計算対象の期待値を計算し、
更新部が、前記量子コンピュータから前記期待値を取得し、前記期待値に基づいて前記量子回路のパラメータを更新することで更新後のパラメータを求め、前記更新後のパラメータを適用した前記量子回路を用いて前記期待値を計算するように前記量子コンピュータを制御する更新処理を、所定回数行うことで、特定のパラメータを求め、
計算部が、前記特定のパラメータを適用した前記量子回路を用いて、前記量子コンピュータよりも高い精度で前記期待値を計算する、
ことを特徴とする期待値算出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子コンピュータを用いた期待値算出技術に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
量子コンピュータは、量子力学の現象を利用して計算を実現するコンピュータである。量子コンピュータは、量子アルゴリズムを記述した量子計算モデルである量子回路を用いて、計算対象の期待値を計算することがある。
【０００３】
量子コンピュータに関して、量子デバイスのノイズ除去方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１２６６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
量子コンピュータの一例として、ＮＩＳＱ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）デバイスが知られている。ＮＩＳＱデバイスは、数十個から数百個程度の量子ビットを用いた中規模の量子コンピュータである。
【０００６】
ＮＩＳＱデバイスでは、量子エラーの訂正が不十分であるか又はまったく行われないため、ノイズの影響によって期待値の計算結果が変動する。ノイズの影響は、量子アルゴリズムを記述した量子計算モデルである量子回路の大きさに依存する。量子回路の大きさは、例えば、量子ビットの個数及びゲートの個数により表される。
【０００７】
なお、かかる問題は、ＮＩＳＱデバイスによる期待値計算に限らず、ノイズの影響を受ける様々な量子コンピュータによる期待値計算において生ずるものである。
【０００８】
１つの側面において、本発明は、量子コンピュータを用いた期待値計算の計算精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの案では、期待値算出システムは、量子コンピュータ、更新部、及び計算部を含む。量子コンピュータは、量子回路を用いて計算対象の期待値を計算する。
【００１０】
更新部は、量子コンピュータから期待値を取得し、期待値に基づいて量子回路のパラメータを更新することで更新後のパラメータを求め、更新後のパラメータを適用した量子回路を用いて期待値を計算するように量子コンピュータを制御する更新処理を行う。更新部は、更新処理を所定回数行うことで、特定のパラメータを求める。
（【００１１】以降は省略されています）

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