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【本学研究者情报】

〇大学院情报科学研究科
　教授 小林広明
　

【発表のポイント】

• 光の量子力学的な効果を活用して効率的に组み合わせ最适化问题を解く新しい「コヒーレントイジングマシン（颁滨惭）」を提案しました。
• 通常の颁滨惭に比べ、极めて微弱な光で高い性能を示す「単一光子颁滨惭」の可能性を理论?数値シミュレーションにより実証しました。
• 今回提案された単一光子颁滨惭はパルスあたり平均1光子という极限の量子状态で动作し、通常であれば光损失やバックグラウンドノイズによって失われるはずの量子もつれが、量子计测とフィードバック制御によって有効活用されることを示した量子デジタルハイブリッドコンピューティングにおける大きな进展となる成果です。

【概要】

东北大学大学院情报科学研究科の熊谷政仁特任助教と小林広明教授らは、NTT Research, Inc.Physics & Informatics研究所米国カリフォルニア州サニーベール、所長 山本喜久)と共同で、量子光学的原理に基づいた新しいタイプの計算機「単一光子コヒーレントイジングマシン（CIM）」を提案し、その性能評価を行いました。本成果は、制約付き最適化問題^(注１)に定式化される教师なし机械学习の代表的课题に対して、极めて微弱な光（平均1光子/パルス）で高い最适解探索能力を持つことを世界で初めて示したものです。

研究成果は、英国物理学会（IOP）が発行する量子科学技術分野の学術誌Quantum Science and Technologyに掲載されました。

図1. 単一光子CIMシステムの構成
各パルスは贵笔骋础回路を用いた制御により、平均光子数が1程度となるように维持されている。

【用语解説】

注1. 制約付き組み合わせ最適化問題：複数の選択肢の中から最適な組み合わ
せを选ぶ「组み合わせ最适化问题」において、特定の制约（条件）が与えられた问题。本研究においては、类似するデータからなるグループを作成する组合せ最适化问题であるクラスタリングにおいて、全てのデータがただ一つのクラスタ（グループのこと）に所属するという制约が课せられている。

【论文情报】

タイトル： Single Photon Coherent Ising Machines for Constrained Optimization Problems
著者： Masahito Kumagai, Yoshitaka Inui, Edwin Ng, Satoshi Kako, Kazuhiko Komatsu, Hiroaki Kobayashi and Yoshihisa Yamamoto
*責任著者： 东北大学大学院情报科学研究科　特任助教（研究）　熊谷政仁
掲載誌： Quantum Science and Technology
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院情报科学研究科
教授　小林広明
TEL: (022)795-7010
Email: koba*tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院情报科学研究科
広报室　鹿野絵里
TEL: (022)795-4529
Email:koho_is*grp.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）