JP2018163495A - 情報処理装置、情報処理システムおよび情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、量子アニーリング機械1は、それぞれ浮遊ゲート105を含む複数のセル(量子ビット)211を備えた量子ビットアレイ21と、複数のセル211へのデータの書込みと、複数のセル211からのデータの読出しとを実行するとともに、浮遊ゲート105に対する電荷のトンネリングを時間的に制御するコントローラ10と、を備える。
【選択図】図3
Description
図3は、第1の実施形態にかかる情報処理装置としての量子アニーリング機械1の概略構成例を示すブロック図である。量子アニーリング機械1は、コントローラ10と、量子ビット演算部20とを備える。
シーケンサ27は、コマンドレジスタ26に保持されたコマンドCMDに基づき、量子ビット演算部20全体の動作を制御する。
はプランク定数であり、Lxは浮遊ゲート105でトンネリングに寄与する部分の膜厚である。
第1の実施形態では、隣接または近接するセル211間に働く相互作用を、セル間の距離などによって決まる一定値として説明した。ただし、様々な最適化問題を解くためには、式(2)における相互作用(結合定数)Jの値が正または負の実数であった方が、利便性が高い場合も存在する。そこで第2の実施形態では、式(2)におけるJの値を正または負の実数とした場合について、例を挙げて説明する。
Claims (9)
- それぞれ浮遊ゲートを含む複数の量子ビットを備えた量子ビットアレイと、
前記複数の量子ビットへのデータの書込みと、前記複数の量子ビットからのデータの読出しとを実行するとともに、前記浮遊ゲートに対する電荷のトンネリングを時間的に制御するコントローラと、
を備える情報処理装置。 - 前記コントローラは、確率的に少なくとも1回の電荷のトンネリングが発生するように、前記浮遊ゲートに対する電荷のトンネリングを前記時間的に制御する請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記複数の量子ビットそれぞれは、
半導体基板と、
前記半導体基板に設けられたソースおよびドレインと、
前記半導体基板における前記ソースおよび前記ドレインで挟まれた領域上に設けられた前記浮遊ゲートと、
前記半導体基板と前記浮遊ゲートとの間に介在して前記半導体基板と前記浮遊ゲートとを電気的に分離する絶縁膜と、
前記浮遊ゲートを挟んで前記半導体基板と反対側に前記浮遊ゲートから離間して設けられた制御ゲートと、
を有し、
前記コントローラは、前記浮遊ゲートと前記半導体基板との前記絶縁膜周辺における電位ポテンシャルが、前記半導体基板における前記絶縁膜から離れた位置の電位ポテンシャルおよび前記制御ゲートの電位ポテンシャルの両方から異なる電位ポテンシャルとなる時間を制御することにより、前記確率的に少なくとも1回の電荷のトンネリングを発生させる
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記量子ビットアレイは、複数のワード線と、前記複数のワード線に対して上下に離間して交差する複数のビット線とを含み、
前記複数の量子ビットは、前記ワード線と前記ビット線とが近接するクロスポイントそれぞれにおいて前記ワード線および前記ビット線に接続され、
前記コントローラは、前記複数のワード線に対して共通に接続された第1から第3の量子ビットのうち、前記第1および第3の量子ビットを初期データを格納するセルとし、前記第1の量子ビットと前記第3の量子ビットとで挟まれた前記第2の量子ビットを前記第1および第3の量子ビット間の相互作用を制御するセルとする
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記絶縁膜の膜厚は、3nm(ナノメートル)以下である請求項3に記載の情報処理装置。
- 前記量子ビットアレイは、複数のワード線と、前記複数のワード線に対して上下に離間して交差する複数のビット線とを含み、
前記複数の量子ビットは、前記ワード線と前記ビット線とが近接するクロスポイントそれぞれにおいて前記ワード線および前記ビット線に接続され、
前記複数の量子ビットのうちの共通のワード線に接続された複数の量子ビットのうち、両端以外の量子ビットは、隣接する量子ビット間で前記ソースまたは前記ドレインを共有し、
前記コントローラは、前記共通のワード線に接続された複数の量子ビットのうち、前記両端の量子ビットを初期データを格納するセルとし、前記両端の量子ビットで挟まれた量子ビットを前記両端の量子ビット間の相互作用を制御するセルとする
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記コントローラは、前記量子ビットアレイにおける隣接または近接しない量子ビット間の値から実効的に各量子ビットのエネルギーを算出して、算出されたエネルギーを量子アニーリングのハミルトニアンの定数とする請求項1に記載の情報処理装置。
- それぞれ浮遊ゲートを含む複数の量子ビットを備えた量子ビットアレイを含む量子ビット演算部と、
前記量子ビット演算部に接続され、前記複数の量子ビットへのデータの書込みと、前記複数の量子ビットからのデータの読出しとを実行するとともに、前記浮遊ゲートに対する電荷のトンネリングを時間的に制御するコントローラと、
を備える情報処理システム。 - それぞれ浮遊ゲートを含む複数の量子ビットを備えた量子ビットアレイを用いて最適化問題の解を求める情報処理方法であって、
前記複数の量子ビットにおける1つ以上の量子ビットに初期データを書き込み、
前記量子ビットにおける前記浮遊ゲートに対する電荷のトンネリングを時間的に制御し、
前記複数の量子ビットからデータを読み出す
情報処理方法。
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