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公開番号2024171860
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089123
出願日2023-05-30
発明の名称電子配置方法及び電子配置装置
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類G06N 10/40 20220101AFI20241205BHJP(計算;計数)
要約【課題】多くの量子ビット数を配置した量子ビット演算において手詰まりを適宜に回避しつつ、効率的に所望の計算結果を取得可能とする
【解決手段】電子配置装置たる量子コンピュータ100が、量子ビットアレイにおいて、バス領域とアイル領域とシート領域とを有し、シート領域とバス領域とがアイル領域によって接続される環境下で、所定のシート領域に初期配置された第1の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域を通じてバス領域に到達させ、当該バス領域を通じて、演算対象とする第2の量子ビットと隣接する位置まで移動させる構成とする。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
量子コンピュータが、
電子を格納しうる複数の量子ドットで構成された量子ビットアレイにおいて、
前記量子ビットアレイを横断または縦断するバス領域と、前記量子ビットアレイにおける前記バス領域と直行するアイル領域と、前記バス領域と前記アイル領域との間にあって量子ビットが配置されるシート領域とを有し、前記シート領域と前記バス領域とが、前記アイル領域によって接続される環境下で、
所定のシート領域に初期配置された第１の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域を通じて前記バス領域に到達させ、当該バス領域を通じて、演算対象とする第２の量子ビットと隣接する位置まで移動させる、
ことを特徴とする電子配置方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記量子コンピュータが、
前記第１の量子ビットの移動において、前記バス領域を通じて第２の量子ビットのシート領域と接続されているアイル領域に到達させ、当該アイル領域を通じて前記第２の量子ビットと隣接する位置まで移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子配置方法。
【請求項３】
前記量子コンピュータが、
前記第２の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域を通じて前記バス領域に到達させ、当該バス領域において前記第１の量子ビットおよび前記第２の量子ビットを隣接させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子配置方法。
【請求項４】
前記量子コンピュータが、
前記第１の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域を通じて前記バス領域に到達させ、当該バス領域を通じて、前記第２の量子ビットのシート領域と接続されているアイル領域に到達させ、
前記第２の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域に到達させ、
前記第１の量子ビットおよび前記第２の量子ビットを、前記第２の量子ビットのシート領域と接続されている前記アイル領域にて隣接させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子配置方法。
【請求項５】
前記量子コンピュータが、
前記量子ビットアレイにおいて、量子ビットに対する演算操作を実行可能な演算領域を保持し、
前記第１の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域を通じて前記バス領域に到達させ、前記バス領域を通じて前記演算領域に到達させ、かつ、前記第２の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域を通じて前記バス領域に到達させ、前記バス領域を通じて前記演算領域に到達させることで、前記第１の量子ビットおよび前記第２の量子ビットを、前記演算領域で隣接させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子配置方法。
【請求項６】
前記量子コンピュータが、
前記量子ビットアレイにおいて、所定の量子ビットの移動に伴い、当該量子ビットと同一列または同一行の他量子ビットを、前記所定の量子ビットと同方向に一斉移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子配置方法。
【請求項７】
前記量子コンピュータが、
前記量子ビットアレイにおいて、前記他量子ビットの前記一斉移動に際し、当該他量子ビットのうち特定の量子ビットのみを移動させずに当初位置に取り残すブロック制御を実行するものであり、前記バス領域を前記ブロック制御の可能な移動方向と平行に定義し運用する、
ことを特徴とする請求項６に記載の電子配置方法。
【請求項８】
量子コンピュータであって、
電子を格納しうる複数の量子ドットで構成された量子ビットアレイにおいて、
前記量子ビットアレイを横断または縦断するバス領域と、前記量子ビットアレイにおける前記バス領域と直行するアイル領域と、前記バス領域と前記アイル領域との間にあって量子ビットが配置されるシート領域とを有し、前記シート領域と前記バス領域とが、前記アイル領域によって接続される環境下で、
所定のシート領域に初期配置された第１の量子ビットを、当該シート領域に接続されているアイル領域を通じて前記バス領域に到達させ、当該バス領域を通じて、演算対象とする第２の量子ビットと隣接する位置まで移動させるものである、
ことを特徴とする電子配置装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子配置方法及び電子配置装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
量子コンピュータの実現には、０と１の値の重ね合わせを実現する量子ビットを実装する必要がある。
【０００３】
例えば、シリコン電子方式の量子コンピュータでは、電界効果トランジスタなどで量子ドットを実装し、これに電子を閉じ込めることによって量子ビットを実現する。
【０００４】
このようにして実装した量子ビットに対する演算操作（ゲート操作）は、量子ビットに対する静磁場の印加や、電磁パルスの印加により行われる。
【０００５】
これらの演算操作のためには、量子ビットを制御する電極への電圧や電流の印加のための制御線が必要になる。各々の量子ビットに対して個別に制御線を配置する設計の場合、量子ビット数の増加に伴い、こうした制御線の数も増加することになる。
【０００６】
一方、制御線の配置領域における空間的な制約を踏まえると、多数の量子ビットの実装は非常に困難となる問題が生じる。
【０００７】
この問題に対しては、特許文献１に示されるように１本の制御線により複数の量子ビットを同時に制御する方法が有効である。この特許文献１が示す技術において、量子ビットはアレイ状に配置され、列または行単位で共通した制御線が与えられる。そして、この制御線により量子ビットに対する演算が実現される。
【０００８】
より具体的には、フィンの上に設けられた第１の層と、前記第１の層の上に設けられた第２の層と、を有する電子配置装置であって、前記フィンは、第１の方向に、複数の量子ビットが一列に配置された量子ビット列と、前記第１の方向に、複数の量子ビット間相互作用が一列に配置された相互作用列と、を有し、前記量子ビット列と前記相互作用列とが前記第１の方向と異なる第２の方向に交互に配置され、前記第１の層は、前記第１の方向に配置され、前記量子ビット列の前記量子ビットを制御する第１のゲート電極列と、前記第１の方向に配置され、前記相互作用列の前記量子ビット間相互作用を制御する第２のゲート電極列と、を有し、前記第２の層は、前記第２の方向に配置された第３のゲート電極列と、前記第２の方向に前記第３のゲート電極列に隣接して配置された第４のゲート電極列と、を有し、前記第３のゲート電極列と前記第４のゲート電極列により、前記複数の量子ビットの内の一部の量子ビットと、前記複数の量子ビット間相互作用の内の一部の量子ビット間相互作用をそれぞれ制御することを特徴とする電子配置装置に係る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２１－０２７１４２号公報
【非特許文献】
【００１０】
Ｌｉ，Ｇｕｓｈｕ，ＹｕｆｅｉＤｉｎｇ，ａｎｄＹｕａｎＸｉｅ．“ＴａｃｋｌｉｎｇｔｈｅｑｕｂｉｔｍａｐｐｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｆｏｒＮＩＳＱ－ｅｒａｑｕａｎｔｕｍｄｅｖｉｃｅｓ．”ＡＳＰＬＯＳ２０１９．ａｒＸｉｖ：１８０９．０２５７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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