JP2003114132A - Method and apparatus for searching for driving route using quantum calculation, driving route search program and record medium recording the program - Google Patents

Method and apparatus for searching for driving route using quantum calculation, driving route search program and record medium recording the program

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JP2003114132A
JP2003114132A JP2001307479A JP2001307479A JP2003114132A JP 2003114132 A JP2003114132 A JP 2003114132A JP 2001307479 A JP2001307479 A JP 2001307479A JP 2001307479 A JP2001307479 A JP 2001307479A JP 2003114132 A JP2003114132 A JP 2003114132A
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JP
Japan
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route
bit string
traveling
routes
travel
Prior art date
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JP2001307479A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Yamaguchi
昌志 山口
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving route-searching method and a driving route- searching apparatus using quantum calculation for searching for a route drastically in a short time by using the quantum calculation that is a parallel calculation method, to provide a driving route-searching program, and a record medium for recording the program. SOLUTION: A driving route in a mobile body is expressed in a bit train at an overlapped state creation section 1. The overlapped state in the drive route that is expressed by the bit train is created. An interference operation is made to the bit train for expressing the overlapped drive route by an interference operation section 3. The presence probability of an inappropriate drive route is reduced. The presence probability of an appropriate drive route is increased. The bit train having a high presence probability is read by a result- reading section 5 by the interference operation, thus obtaining an appropriate drive route.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカーナビや
荷物の配送などにおいて車両などの移動体の走行ルート
を探索する量子計算を用いた走行ルート探索方法および
装置と走行ルート探索プログラムおよび該プログラムを
記録した記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a travel route search method and device, a travel route search program, and a program using a quantum calculation for searching a travel route of a moving body such as a vehicle in car navigation or delivery of luggage. The present invention relates to a recorded recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、カーナビや荷物の配送などにお
ける車両の走行ルートの探索において、スタート地点か
らゴール地点に至る走行ルートのうち最短の走行ルート
を探索するというような場合に、従来は、スタート地点
からゴール地点に至るすべての考えられる走行ルートを
列挙し、この列挙したすべての走行ルートの1つ1つに
ついて順番に所要時間を計算し、この計算したすべての
走行ルートの所要時間を比較し、所要時間が最も短い走
行ルートを最適なルートとして選択することが行われて
いる。
2. Description of the Related Art For example, when searching for a shortest travel route from a start point to a goal point when searching for a travel route of a vehicle for car navigation, baggage delivery, etc. List all possible driving routes from the point to the goal point, calculate the required time for each of all the listed driving routes in turn, and compare the required time of all the calculated driving routes The travel route with the shortest required time is selected as the optimum route.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の走行ル
ートの探索では、スタート地点からゴール地点に至るす
べての走行ルートの1つ1つについて順番に所要時間を
計算してから最も所要時間の短いものを最適ルートとし
て選択しているため、特にスタート地点からゴール地点
に至る走行ルートの組合せが多数ある場合には、最適な
ルートが得られるまでに非常に時間がかかるという問題
がある。
In the above-mentioned conventional search for a traveling route, the required time is the shortest after the required time is sequentially calculated for each of all the traveling routes from the start point to the goal point. Since one is selected as the optimum route, there is a problem that it takes a very long time to obtain the optimum route, especially when there are many combinations of traveling routes from the start point to the goal point.

【0004】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、並列計算手法である量子計算
を用いることにより飛躍的に短い時間でルートを探索す
ることができる量子計算を用いた走行ルート探索方法お
よび装置と走行ルート探索プログラムおよび該プログラ
ムを記録した記録媒体を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above,
An object of the invention is to provide a travel route search method and device, a travel route search program, and a program using the quantum computation that can search a route in a dramatically short time by using a quantum computation which is a parallel computation method. It is to provide a recording medium in which is recorded.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の本発明は、移動体の走行ルートを探
索する走行ルート探索方法であって、移動体の走行ルー
トをビット列で表現し、このビット列で表現される走行
ルートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせられ
た走行ルートを表現するビット列に対して、不適切な走
行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルートの存在
確率を増加する干渉操作を行い、この干渉操作で存在確
率の高いビット列を読み込むことで最適な走行ルートを
得ることを要旨とする。
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 is a travel route search method for searching a travel route of a mobile body, wherein the travel route of the mobile body is expressed by a bit string. Then, the overlapping state of the traveling routes represented by this bit string is created, and the existence probability of the inappropriate traveling route is reduced with respect to the bit sequence representing the overlapping traveling routes, and the appropriate traveling route The gist is to obtain an optimum travel route by performing an interference operation that increases the existence probability and reading a bit string having a high existence probability by this interference operation.

【0006】請求項1記載の本発明にあっては、走行ル
ートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた
走行ルートのビット列に対して干渉操作を行って、不適
切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルート
の存在確率を増加し、存在確率の高いビット列を読み込
んで最適な走行ルートを得るため、量子計算の特徴であ
る並列計算によりルート探索を著しく高速に行うことが
できる。
According to the first aspect of the present invention, the existence state of an inappropriate traveling route is created by creating an overlapping state of the traveling routes and performing an interference operation on the bit strings of the traveling routes thus overlapped. In order to reduce the probability, increase the existence probability of an appropriate travel route, and read the bit string with a high existence probability to obtain the optimum travel route, it is possible to perform route search significantly faster by parallel computation, which is a feature of quantum computation. it can.

【0007】また、請求項2記載の本発明は、移動体の
走行ルートを探索する走行ルート探索装置であって、移
動体の走行ルートをビット列で表現し、このビット列で
表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成する重ね
合わせ状態作成手段と、この重ね合わせられた走行ルー
トを表現するビット列に対して干渉操作を行って、不適
切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルート
の存在確率を増加する干渉演算手段と、この干渉操作で
存在確率の高いビット列を読み込むことで最適な走行ル
ートを得る結果読み込み手段とを有することを要旨とす
る。
The present invention according to claim 2 is a traveling route search device for searching a traveling route of a moving body, wherein the traveling route of the moving body is represented by a bit string, and the traveling route represented by the bit string is By performing an interference operation on the superposition state creating means for creating the superposition state and the bit string expressing the superposed travel route, the existence probability of an inappropriate travel route is reduced, and an appropriate travel route The gist is to have an interference calculation means for increasing the existence probability and a result reading means for obtaining an optimum traveling route by reading a bit string having a high existence probability by this interference operation.

【0008】請求項2記載の本発明にあっては、走行ル
ートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた
走行ルートのビット列に対して干渉操作を行って、不適
切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルート
の存在確率を増加し、存在確率の高いビット列を読み込
んで最適な走行ルートを得るため、量子計算の特徴であ
る並列計算によりルート探索を著しく高速に行うことが
できる。
According to the second aspect of the present invention, the existence of an unsuitable traveling route is created by creating an overlapping state of the traveling routes and performing an interference operation on the bit strings of the superimposed traveling routes. In order to reduce the probability, increase the existence probability of an appropriate travel route, and read the bit string with a high existence probability to obtain the optimum travel route, it is possible to perform route search significantly faster by parallel computation, which is a feature of quantum computation. it can.

【0009】更に、請求項3記載の本発明は、移動体の
走行ルートを探索する走行ルート探索プログラムであっ
て、移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビッ
ト列で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成
し、この重ね合わせられた走行ルートを表現するビット
列に対して干渉操作を行って、不適切な走行ルートの存
在確率を低下し、適切な走行ルートの存在確率を増加
し、この干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込む
ことで最適な走行ルートを得る走行ルート探索プログラ
ムにして、入力関数fをユニタリ行列演算子UF に符号
化するステップと、この演算子UF を量子ゲートG(G
はユニタリ行列を表す)に組み込むステップと、前記量
子ゲートGを初期ベクトルに適用して基底ベクトルを作
成するステップと、前記基底ベクトルを測定して、適用
ならびに測定を行う前記ステップをk回(kは0<kを
満足する)だけ繰り返すステップと、復号化が前記基底
ベクトルを出力ベクトルに変換することを含む前記基底
ベクトルを復号化するステップとを有することを要旨と
する。
Further, the present invention according to claim 3 is a traveling route search program for searching a traveling route of a moving body, wherein the traveling route of the moving body is represented by a bit string, and the traveling route represented by the bit string is Create a superposition state, perform an interference operation on the bit string expressing this superposed traveling route, reduce the existence probability of an inappropriate traveling route, increase the existence probability of an appropriate traveling route, in the travel route search program to obtain the optimal driving route by reading the high existence probability bit string in this interference operation, the step of encoding the unitary matrix operator U F input function f, and the operator U F quantum Gate G (G
Represents a unitary matrix), applying the quantum gate G to an initial vector to create a basis vector, measuring the basis vector, and applying and measuring the steps k times (k Satisfying 0 <k) and decoding the basis vector including decoding the basis vector into an output vector.

【0010】請求項3記載の本発明にあっては、走行ル
ートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた
走行ルートのビット列に対して干渉操作を行って、不適
切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルート
の存在確率を増加し、存在確率の高いビット列を読み込
んで最適な走行ルートを得るという走行ルート探索をユ
ニタリ行列演算子UF への符号化ステップ、量子ゲート
Gへの組み込みステップ、基底ベクトル作成ステップ、
繰り返しステップ、出力ベクトルへの変換ステップから
なるソフトウェアで構成できるため、特殊なハードウェ
アを用いることなく、ソフトウェアのみで経済的なシス
テムを構築することができる。
According to the third aspect of the present invention, the existence state of an inappropriate traveling route is created by creating an overlapping state of the traveling routes and performing an interference operation on the bit strings of the traveling routes overlapped with each other. The driving route search for decreasing the probability, increasing the existence probability of an appropriate traveling route, and reading a bit string having a high existence probability to obtain an optimal traveling route is performed by a coding step for the unitary matrix operator U F , a quantum gate G Embedded step, basis vector creation step,
Since it can be configured by software including a repeating step and a step of converting to an output vector, an economical system can be constructed only by software without using special hardware.

【0011】請求項4記載の本発明は、移動体の走行ル
ートを探索する走行ルート探索プログラムを記録した記
録媒体であって、移動体の走行ルートをビット列で表現
し、このビット列で表現される走行ルートの重ね合わせ
状態を作成し、この重ね合わせられた走行ルートを表現
するビット列に対して干渉操作を行って、不適切な走行
ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルートの存在確
率を増加し、この干渉操作で存在確率の高いビット列を
読み込むことで最適な走行ルートを得る走行ルート探索
プログラムを記録した記録媒体にして、入力関数fをユ
ニタリ行列演算子UF に符号化するステップと、この演
算子UF を量子ゲートG(Gはユニタリ行列を表す)に
組み込むステップと、前記量子ゲートGを初期ベクトル
に適用して基底ベクトルを作成するステップと、前記基
底ベクトルを測定して、適用ならびに測定を行う前記ス
テップをk回(kは0<kを満足する)だけ繰り返すス
テップと、復号化が前記基底ベクトルを出力ベクトルに
変換することを含む前記基底ベクトルを復号化するステ
ップとを有する走行ルート探索プログラムを記録体に記
録することを要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a recording medium in which a traveling route search program for searching a traveling route of a moving body is recorded, wherein the traveling route of the moving body is expressed by a bit string, and is expressed by this bit string. The overlapping state of the traveling routes is created, and the bit string expressing the superimposed traveling routes is subjected to an interference operation to reduce the existence probability of the inappropriate traveling route and determine the existence probability of the appropriate traveling route. And a step of encoding the input function f into a unitary matrix operator U F , using a recording medium recording a travel route search program for increasing the number of bit strings having a high existence probability by this interference operation to obtain an optimum travel route. , A step of incorporating this operator U F into a quantum gate G (G represents a unitary matrix), and applying the quantum gate G to an initial vector Tol, measuring the basis vector, repeating the steps of applying and measuring k times (k satisfies 0 <k), and decoding the basis vector into an output vector. The driving route search program having a step of decoding the basis vector including conversion is recorded in a recording medium.

【0012】請求項4記載の本発明にあっては、走行ル
ートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた
走行ルートのビット列に対して干渉操作を行って、不適
切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルート
の存在確率を増加し、存在確率の高いビット列を読み込
んで最適な走行ルートを得るという走行ルート探索をユ
ニタリ行列演算子UF への符号化ステップ、量子ゲート
Gへの組み込みステップ、基底ベクトル作成ステップ、
繰り返しステップ、出力ベクトルへの変換ステップから
なる走行ルート探索プログラムを記録媒体に記録してい
るため、該記録媒体を用いて、その流通性を高めること
ができる。
According to the fourth aspect of the present invention, an overlapping state of the traveling routes is created, and an interference operation is performed with respect to the bit strings of the superimposed traveling routes so that an inappropriate traveling route exists. The driving route search for decreasing the probability, increasing the existence probability of an appropriate traveling route, and reading a bit string having a high existence probability to obtain an optimal traveling route is performed by a coding step for the unitary matrix operator U F , a quantum gate G Embedded step, basis vector creation step,
Since the travel route search program including the repeating step and the step of converting to the output vector is recorded in the recording medium, the distribution property can be improved by using the recording medium.

【0013】また、請求項5記載の本発明は、移動体の
走行ルートを探索する走行ルート探索プログラムであっ
て、移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビッ
ト列で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成
し、この重ね合わせられた走行ルートを表現するビット
列に対して干渉操作を行って、不適切な走行ルートの存
在確率を低下し、適切な走行ルートの存在確率を増加
し、この干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込む
ことで最適な走行ルートを得ることを要旨とする。
The present invention according to claim 5 is a travel route search program for searching a travel route of a mobile body, wherein the travel route of the mobile body is represented by a bit string, and the travel route represented by the bit string is displayed. Create a superposition state, perform an interference operation on the bit string expressing this superposed traveling route, reduce the existence probability of an inappropriate traveling route, increase the existence probability of an appropriate traveling route, The gist is to obtain an optimum travel route by reading a bit string having a high existence probability by this interference operation.

【0014】請求項5記載の本発明にあっては、走行ル
ートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた
走行ルートのビット列に対して干渉操作を行って、不適
切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルート
の存在確率を増加し、存在確率の高いビット列を読み込
んで最適な走行ルートを得るため、量子計算の特徴であ
る並列計算によりルート探索を著しく高速に行うことが
できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the existence of an inappropriate traveling route is created by creating an overlapping state of the traveling routes and performing an interference operation on the bit strings of the overlapping traveling routes. In order to reduce the probability, increase the existence probability of an appropriate travel route, and read the bit string with a high existence probability to obtain the optimum travel route, it is possible to perform route search significantly faster by parallel computation, which is a feature of quantum computation. it can.

【0015】更に、請求項6記載の本発明は、移動体の
走行ルートを探索する走行ルート探索プログラムを記録
した記録媒体であって、移動体の走行ルートをビット列
で表現し、このビット列で表現される走行ルートの重ね
合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた走行ルート
を表現するビット列に対して干渉操作を行って、不適切
な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルートの
存在確率を増加し、この干渉操作で存在確率の高いビッ
ト列を読み込むことで最適な走行ルートを得る量子計算
を用いた走行ルート探索プログラムを記録媒体に記録す
ることを要旨とする。
Further, the present invention according to claim 6 is a recording medium recording a travel route search program for searching a travel route of a mobile body, wherein the travel route of the mobile body is expressed by a bit string, and expressed by this bit string. The overlapping state of the traveling routes is created, and the bit string expressing the overlapping traveling routes is subjected to the interference operation to reduce the existence probability of the improper traveling route, and the existence of the appropriate traveling route. The gist is to record a travel route search program using quantum computation that increases the probability and reads the bit string having a high existence probability by this interference operation to obtain an optimal travel route on a recording medium.

【0016】請求項6記載の本発明にあっては、走行ル
ートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた
走行ルートのビット列に対して干渉操作を行って、不適
切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走行ルート
の存在確率を増加し、存在確率の高いビット列を読み込
んで最適な走行ルートを得る走行ルート探索プログラム
を記録媒体に記録しているため、該記録媒体を用いて、
その流通性を高めることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, an overlapping state of the traveling routes is created, and an interference operation is performed on the bit strings of the traveling routes thus overlapped, so that an inappropriate traveling route exists. Since the probability of decreasing the probability of existence of an appropriate travel route, increasing the existence probability of an appropriate travel route, and reading a bit string having a high existence probability to obtain an optimum travel route is recorded in the recording medium, the recording medium is used. ,
Its distribution can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る
量子計算を用いた走行ルート探索方法を実施する走行ル
ート探索装置の構成を示すブロック図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a travel route search device that implements a travel route search method using quantum computation according to an embodiment of the present invention.

【0018】図1に示す実施形態の走行ルート探索装置
は、移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビッ
ト列で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成す
る重ね合わせ状態作成部1と、この重ね合わせられた走
行ルートを表現するビット列に対して干渉操作を行っ
て、不適切な走行ルートの存在確率を低減し、適切な走
行ルートの存在確率を増大する干渉演算部3と、この干
渉操作を行われたビット列である重ね合わせられた走行
ルートのデータから最適な走行ルートを読み込むことで
最適な走行ルートを得る結果読み込み部5とから構成さ
れている。
The traveling route searching apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 expresses a traveling route of a moving body by a bit string, and an overlay state creating section 1 for creating an overlay state of the traveling routes represented by this bit string, An interference operation unit 3 that reduces the existence probability of an inappropriate travel route and increases the existence probability of an appropriate travel route by performing an interference operation on the bit strings representing the overlapped travel routes, and this interference. The result reading unit 5 obtains an optimal traveling route by reading the optimal traveling route from the data of the traveling routes that are overlapped, which is a bit string that has been operated.

【0019】図2以降を参照して、具体的に説明する。
図2は、スタート地点からゴール地点に至る探索ルート
を示す図である。同図において、数字0,1,2,…2
7,28は、道路番号を示し、この道路番号0〜28で
示す29本の道路を通ってスタート地点からゴール地点
に最短距離で至る最適な走行ルートを本実施形態の走行
ルート探索装置で探索しようとするものである。
A detailed description will be given with reference to FIG. 2 and subsequent figures.
FIG. 2 is a diagram showing a search route from the start point to the goal point. In the figure, the numbers 0, 1, 2, ... 2
Reference numerals 7 and 28 represent road numbers, and the travel route search device of the present embodiment searches for the optimum travel route from the start point to the goal point through the 29 roads indicated by the road numbers 0 to 28 in the shortest distance. Is what you are trying to do.

【0020】本実施形態の走行ルート探索装置は、並列
計算手法である量子計算を用いて最適な走行ルートを探
索するものであるが、まず重ね合わせ状態作成部1にお
いて全ルートの重ね合わせ状態を作成する。この場合、
幾何学的制約条件を考慮しない場合には、取り得るルー
トは、図3に示すように、3229通り存在する。なお、
図3において、横方向に並んだ数字のうち、左端に示す
数字は最初に通る道路番号を示し、右端に示す数字は最
後に通る道路番号を示すものである。また、図3に示す
3229通りのルートのうち、ほとんどが現実的にはあり
えない無意味なルートであるが、量子計算を用いること
で無意味かどうかを判断しなくても高速で最適なルート
を探索できるため、敢えてこのように設定する。
The traveling route search device of this embodiment searches for an optimal traveling route by using quantum computation, which is a parallel calculation method. First, the overlapping state creating unit 1 determines the overlapping states of all routes. create. in this case,
If the geometric constraint is not taken into consideration, there are 32 29 possible routes as shown in FIG. In addition,
In FIG. 3, among the numbers arranged in the lateral direction, the number shown at the left end shows the road number that passes first, and the number shown at the right end shows the road number that passes last. Most of the 32 29 routes shown in FIG. 3 are meaningless routes that are not possible in reality, but it is a fast and optimal route that does not need to be determined by using quantum computation. Since you can search for, set it like this.

【0021】図2に示す走行ルートの例は、全部で29
個のサブルートからなり、1つのサブルートは5qbi
t(キュービット)で表現可能であるので、図4に示す
ように、5×29=145qbitにより全ルートを表
現することができる。
The total number of traveling routes shown in FIG. 2 is 29.
Each sub-route consists of 5qbi
Since it can be expressed by t (qubit), all routes can be expressed by 5 × 29 = 145 qbits as shown in FIG.

【0022】次に、図4に示す145qbitからなる
ビット列に対して、図5に示すように、左端から順に離
散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform
ation)を施すことにより、各ルートの存在確率がすべ
て等しくなるような初期の重ね合わせ状態が作成され、
図6に示すように初期状態における各ルートの存在確率
はすべて1/3229となる。
Next, as shown in FIG. 5, a discrete Fourier transform (DFT) is performed on the bit string of 145 qbits shown in FIG. 4 in order from the left end.
ation), an initial superposition state is created in which the existence probabilities of all routes are equal,
As shown in FIG. 6, the existence probability of each route in the initial state is 1/32 29 .

【0023】上述したように作成された重ね合わせ状態
に対して、図7に示すように、干渉演算部3で適当なユ
ニタリ変換を行うことにより、幾何学的に無意味なルー
トや不適切なルートに対応したビット列の存在確率を低
下させ、適切なルートを表現しているビット列の存在確
率を増加させ、これにより図8に示すように各ルートの
存在確率はそれぞれ異なるものとなる。
As shown in FIG. 7, the interference calculation unit 3 performs an appropriate unitary transformation on the superposition state created as described above, so that a geometrically meaningless route or an inappropriate route is generated. The existence probability of the bit string corresponding to the root is lowered, and the existence probability of the bit string expressing an appropriate root is increased, whereby the existence probabilities of the respective roots become different as shown in FIG.

【0024】このように干渉演算部3で干渉操作を行う
ことにより、適切なルートを表現しているビット列の存
在確率は増加しているので、このビット列を結果読み込
み部5で読み出すことにより、最適なルートを得ること
ができる。
By performing the interference operation in the interference calculation unit 3 in this way, the existence probability of the bit string expressing an appropriate route is increased. Therefore, by reading this bit string in the result reading unit 5, the optimum You can get a good route.

【0025】次に、上述した量子計算を用いた走行ルー
ト探索方法を量子計算の特殊なハードウェアを用いず
に、ソフトウェアのみで実現する方法として例えば特願
2000−226266号に記載されている手法を利用
することができる。
Next, a method described in Japanese Patent Application No. 2000-226266, for example, is a method for realizing the above-described traveling route search method using quantum computation only by software without using special hardware for quantum computation. Can be used.

【0026】この手法では、入力関数fをユニタリ行列
演算子UF に符号化するステップと、この演算子UF
量子ゲートG(Gはユニタリ行列を表す)に組み込むス
テップと、前記量子ゲートGを初期ベクトルに適用して
基底ベクトルを作成するステップと、前記基底ベクトル
を測定して、適用ならびに測定を行う前記ステップをk
回(kは0<kを満足する)だけ繰り返すステップと、
復号化が前記基底ベクトルを出力ベクトルに変換するこ
とを含む前記基底ベクトルを復号化するステップとを有
するものである。
In this method, a step of encoding the input function f into a unitary matrix operator U F , a step of incorporating this operator U F into a quantum gate G (G represents a unitary matrix), and the quantum gate G To an initial vector to create a basis vector, and measuring the basis vector to apply and measure k
Repeating (k satisfies 0 <k) times,
Decoding the basis vector to the output vector, the decoding comprising converting the basis vector into an output vector.

【0027】このように特殊なハードウェアを用いるこ
となく、ソフトウェアのみでシステムを構築することに
より、経済化を図ることができる。また、このようなソ
フトウェアを例えばCDやFDやMDなどの任意の記録
媒体に記録して、この記録媒体をコンピュータシステム
に組み込んだり、または記録媒体に記録されたプログラ
ムを通信回線を介してコンピュータシステムにダウンロ
ードしたり、または記録媒体からインストールし、該プ
ログラムでコンピュータシステムを作動させることによ
り、走行ルート探索方法を実施する走行ルート探索装置
として機能させることができることは勿論であり、この
ような記録媒体を用いることにより、その流通性を高め
ることができるものである。
By constructing the system only with software without using special hardware as described above, it is possible to achieve economic efficiency. In addition, such software is recorded in an arbitrary recording medium such as a CD, FD, or MD, and the recording medium is incorporated into a computer system, or a program recorded in the recording medium is stored in a computer system via a communication line. It is needless to say that it can be made to function as a travel route search device for carrying out the travel route search method by downloading to or installed from a storage medium and operating the computer system with the program. By using, it is possible to improve the distribution.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走行ルートの重ね合わせ状態を作成し、この重ね合わせ
られた走行ルートのビット列に対して干渉操作を行っ
て、不適切な走行ルートの存在確率を低下し、適切な走
行ルートの存在確率を増加し、存在確率の高いビット列
を読み込んで最適な走行ルートを得るので、量子計算の
特徴である並列計算によりルート探索を著しく高速に行
うことができる。
As described above, according to the present invention,
By creating the overlapping state of the traveling routes and performing the interference operation on the bit string of the superimposed traveling routes, the existence probability of the inappropriate traveling route is reduced and the existence probability of the appropriate traveling route is increased. Since a bit string having a high existence probability is read to obtain an optimum traveling route, it is possible to perform route search remarkably fast by parallel computation, which is a feature of quantum computation.

【0029】また、本発明によれば、走行ルートの重ね
合わせ状態を作成し、この重ね合わせられた走行ルート
のビット列に対して干渉操作を行って、不適切な走行ル
ートの存在確率を低下し、適切な走行ルートの存在確率
を増加し、存在確率の高いビット列を読み込んで最適な
走行ルートを得るという量子計算を用いた走行ルート探
索をソフトウェアで構成するので、特殊なハードウェア
を用いることなく、ソフトウェアのみで経済的なシステ
ムを構築することができる。
Further, according to the present invention, the overlapping states of the traveling routes are created, and the bit string of the superimposed traveling routes is subjected to the interference operation to reduce the existence probability of the inappropriate traveling route. , The travel route search using quantum calculation that increases the existence probability of an appropriate travel route and reads the bit string with a high existence probability to obtain the optimum travel route is configured by software, so without using special hardware , It is possible to build an economical system only with software.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る量子計算を用いた走
行ルート探索方法を実施する走行ルート探索装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a travel route search device that implements a travel route search method using quantum computation according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す実施形態の走行ルート探索装置に適
用されるスタート地点からゴール地点に至る探索ルート
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a search route from a start point to a goal point, which is applied to the traveling route search device of the embodiment shown in FIG.

【図3】図2に示す探索ルートに対して取り得る走行ル
ートを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing possible travel routes for the search route shown in FIG. 2;

【図4】図2に示す29個のサブルートの各々を5qb
itで表現した図である。
FIG. 4 shows 5qb each of 29 sub-routes shown in FIG.
It is a figure expressed by it.

【図5】図4に示した145qbitに対して離散フー
リエ変換を施して初期の重ね合わせ状態を作成した図で
ある。
5 is a diagram in which a discrete Fourier transform is applied to the 145 qbits shown in FIG. 4 to create an initial superposition state.

【図6】図5で示した初期状態における各ルートの存在
確率を示す図である。
6 is a diagram showing the existence probability of each route in the initial state shown in FIG.

【図7】図6のように作成された重ね合わせ状態に対し
て行われる干渉操作を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an interference operation performed on the overlapping state created as shown in FIG.

【図8】図7に示した干渉操作後の各ルートの存在確率
を示す図である。
8 is a diagram showing the existence probability of each route after the interference operation shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 重ね合わせ状態作成部 3 干渉演算部 5 結果読み込み部 1 Overlay state creation section 3 Interference calculator 5 Result reading section

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動体の走行ルートを探索する走行ルー
ト探索方法であって、 移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビット列
で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成し、 この重ね合わせられた走行ルートを表現するビット列に
対して、不適切な走行ルートの存在確率を低下し、適切
な走行ルートの存在確率を増加する干渉操作を行い、 この干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込むこと
で最適な走行ルートを得ることを特徴とする量子計算を
用いた走行ルート探索方法。
1. A traveling route search method for searching a traveling route of a mobile body, wherein the traveling route of the mobile body is represented by a bit string, and a superposition state of the traveling routes represented by the bit sequence is created, Interference operation is performed to reduce the existence probability of inappropriate travel routes and increase the existence probability of appropriate travel routes for the bit strings that represent the combined travel routes. A travel route search method using quantum computation, which is characterized by obtaining an optimum travel route by reading.
【請求項2】 移動体の走行ルートを探索する走行ルー
ト探索装置であって、 移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビット列
で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成する重
ね合わせ状態作成手段と、 この重ね合わせられた走行ルートを表現するビット列に
対して干渉操作を行って、不適切な走行ルートの存在確
率を低下し、適切な走行ルートの存在確率を増加する干
渉演算手段と、 この干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込むこと
で最適な走行ルートを得る結果読み込み手段とを有する
ことを特徴とする量子計算を用いた走行ルート探索装
置。
2. A traveling route search device for searching a traveling route of a moving body, wherein the traveling route of the moving body is expressed by a bit string, and an overlapping state of creating the overlapping state of the traveling routes expressed by the bit string is created. Creating means, and interference calculating means for performing an interference operation on the bit strings representing the superimposed traveling routes to reduce the existence probability of inappropriate traveling routes and increase the existence probability of appropriate traveling routes. A traveling route search device using quantum computation, comprising: a result reading unit that obtains an optimal traveling route by reading a bit string having a high existence probability by the interference operation.
【請求項3】 移動体の走行ルートを探索する走行ルー
ト探索プログラムであって、 移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビット列
で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成し、こ
の重ね合わせられた走行ルートを表現するビット列に対
して干渉操作を行って、不適切な走行ルートの存在確率
を低下し、適切な走行ルートの存在確率を増加し、この
干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込むことで最
適な走行ルートを得る走行ルート探索プログラムにし
て、 入力関数fをユニタリ行列演算子UF に符号化するステ
ップと、この演算子U F を量子ゲートG(Gはユニタリ
行列を表す)に組み込むステップと、前記量子ゲートG
を初期ベクトルに適用して基底ベクトルを作成するステ
ップと、前記基底ベクトルを測定して、適用ならびに測
定を行う前記ステップをk回(kは0<kを満足する)
だけ繰り返すステップと、復号化が前記基底ベクトルを
出力ベクトルに変換することを含む前記基底ベクトルを
復号化するステップとを有することを特徴とする走行ル
ート探索プログラム。
3. A traveling route for searching a traveling route of a mobile body.
A search program, The travel route of the moving body is expressed by a bit string, and this bit string
Create the overlapping state of the driving route expressed by
To the bit string that represents the superimposed driving routes of
Probability of existence of inappropriate travel route
Decrease the probability of the existence of a suitable driving route,
By reading a bit string with a high existence probability in the interference operation,
Use a driving route search program to obtain an appropriate driving route.
hand, Input function f is unitary matrix operator UF To encode
And this operator U F Quantum gate G (G is unitary
Representing a matrix) and said quantum gate G
Is applied to the initial vector to create the basis vector.
And measure the basis vectors to apply and measure
The above-mentioned step of performing the setting is performed k times (k satisfies 0 <k)
, And decoding the basis vectors
Converting the basis vector, including converting to an output vector
And a decoding step.
Search program.
【請求項4】 移動体の走行ルートを探索する走行ルー
ト探索プログラムを記録した記録媒体であって、 移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビット列
で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成し、こ
の重ね合わせられた走行ルートを表現するビット列に対
して干渉操作を行って、不適切な走行ルートの存在確率
を低下し、適切な走行ルートの存在確率を増加し、この
干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込むことで最
適な走行ルートを得る走行ルート探索プログラムを記録
した記録媒体にして、 入力関数fをユニタリ行列演算子UF に符号化するステ
ップと、この演算子U F を量子ゲートG(Gはユニタリ
行列を表す)に組み込むステップと、前記量子ゲートG
を初期ベクトルに適用して基底ベクトルを作成するステ
ップと、前記基底ベクトルを測定して、適用ならびに測
定を行う前記ステップをk回(kは0<kを満足する)
だけ繰り返すステップと、復号化が前記基底ベクトルを
出力ベクトルに変換することを含む前記基底ベクトルを
復号化するステップとを有することを特徴とする走行ル
ート探索プログラムを記録した記録媒体。
4. A traveling route for searching a traveling route of a mobile body.
A recording medium recording a search program, The travel route of the moving body is expressed by a bit string, and this bit string
Create the overlapping state of the driving route expressed by
To the bit string that represents the superimposed driving routes of
Probability of existence of inappropriate travel route
Decrease the probability of the existence of a suitable driving route,
By reading a bit string with a high existence probability in the interference operation,
Record a driving route search program to obtain an appropriate driving route
As a recording medium Input function f is unitary matrix operator UF To encode
And this operator U F Quantum gate G (G is unitary
Representing a matrix) and said quantum gate G
Is applied to the initial vector to create the basis vector.
And measure the basis vectors to apply and measure
The above-mentioned step of performing the setting is performed k times (k satisfies 0 <k)
, And decoding the basis vectors
Converting the basis vector, including converting to an output vector
And a decoding step.
A recording medium that records a search program.
【請求項5】 移動体の走行ルートを探索する走行ルー
ト探索プログラムであって、 移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビット列
で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成し、 この重ね合わせられた走行ルートを表現するビット列に
対して干渉操作を行って、不適切な走行ルートの存在確
率を低下し、適切な走行ルートの存在確率を増加し、 この干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込むこと
で最適な走行ルートを得ることを特徴とする量子計算を
用いた走行ルート探索プログラム。
5. A travel route search program for searching a travel route of a mobile body, wherein the travel route of the mobile body is expressed by a bit string, and a superposition state of the travel routes expressed by the bit string is created. Interference operation is performed on the bit string representing the combined travel route to reduce the existence probability of an inappropriate travel route and increase the existence probability of an appropriate travel route. A travel route search program using quantum computation, which is characterized by obtaining an optimum travel route by reading
【請求項6】 移動体の走行ルートを探索する走行ルー
ト探索プログラムを記録した記録媒体であって、 移動体の走行ルートをビット列で表現し、このビット列
で表現される走行ルートの重ね合わせ状態を作成し、 この重ね合わせられた走行ルートを表現するビット列に
対して干渉操作を行って、不適切な走行ルートの存在確
率を低下し、適切な走行ルートの存在確率を増加し、 この干渉操作で存在確率の高いビット列を読み込むこと
で最適な走行ルートを得ることを特徴とする量子計算を
用いた走行ルート探索プログラムを記録した記録媒体。
6. A recording medium for recording a travel route search program for searching a travel route of a mobile body, wherein the travel route of the mobile body is represented by a bit string, and the overlapping state of the travel routes represented by the bit string is displayed. Create and perform an interference operation on the bit strings that represent the superimposed travel routes to reduce the existence probability of inappropriate travel routes and increase the existence probability of appropriate travel routes. A recording medium recording a traveling route search program using quantum computation, which is characterized in that an optimal traveling route is obtained by reading a bit string having a high existence probability.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010134926A (en) * 2008-12-05 2010-06-17 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Multi-modal green computing fusion system, computer program, method, and developing method of system (multi-modal green computing fusion using problem analytics)
CN113566814A (en) * 2021-09-26 2021-10-29 易迅通科技有限公司 Carrier quantum communication navigation system
EP4009242A1 (en) 2020-12-01 2022-06-08 Fujitsu Limited Optimization apparatus and optimization method

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