JP2020136627A - 計算装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】計算精度の向上が可能な計算装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、計算装置は、複数の発振器、及び、制御部を含む。前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、カー効果を有し第１共振周波数を有する。前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、カー効果を有し第２共振周波数を有する。前記制御部は、少なくとも第１動作を実施する。前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させる。前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性である。前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である。【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、計算装置に関する。
組み合わせ最適化問題などが、計算装置により解かれる。計算精度の向上が望まれる。
本発明の実施形態は、計算精度の向上が可能な計算装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、計算装置は、複数の発振器、及び、制御部を含む。前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、カー効果を有し第１共振周波数を有する。前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、カー効果を有し第２共振周波数を有する。前記制御部は、少なくとも第１動作を実施する。前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させる。前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性である。前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である。
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る計算装置を例示する模式図である。
図１に示すように、実施形態に係る計算装置１１０は、発振器ネットワーク１０Ｕ及び制御部７０を含む。この例では、計算装置１１０は、検出部７５をさらに含む。
図１は、第１実施形態に係る計算装置を例示する模式図である。
図１に示すように、実施形態に係る計算装置１１０は、発振器ネットワーク１０Ｕ及び制御部７０を含む。この例では、計算装置１１０は、検出部７５をさらに含む。
発振器ネットワーク１０Ｕは、複数の発振器１０を含む。複数の発振器１０は、例えば、第１発振器１０Ａ、第２発振器１０Ｂ及び第３発振器１０Ｃなどを含む。複数の発振器１０は、発振器１０Ｘなどをさらに含んでも良い。
複数の発振器１０は、互いに結合される。例えば、複数の発振器１０は、結合部２０により、容量結合される。複数の結合部２０のそれぞれは、例えば、キャパシタンス２０Ｃを含む。
例えば、第１発振器１０Ａと第２発振器１０Ｂとが、結合部２０（例えば、キャパシタンス２０Ｃ）により結合される。例えば、第２発振器１０Ｂと第３発振器１０Ｃとが、結合部２０（例えば、キャパシタンス２０Ｃ）により結合される。例えば、第１発振器１０Ａと第３発振器１０Ｃとが、結合部２０（例えば、キャパシタンス２０Ｃ）により結合される。例えば、第１発振器１０Ａと発振器１０Ｘとが、結合部２０（例えば、キャパシタンス２０Ｃ）により結合される。後述するように、結合部２０は、結合共振器などを含んでも良い。
例えば、複数の発振器１０に含まれる第１発振器１０Ａは、カー効果を有し第１共振周波数ｆｒ１を有する。例えば、複数の発振器１０に含まれる第２発振器１０Ｂは、カー効果を有し第２共振周波数ｆｒ２を有する。例えば、複数の発振器１０に含まれる第３発振器１０Ｃは、カー効果を有し第３共振周波数ｆｒ３を有する。カー効果を有する発振器の共振周波数は、非発振状態における発振器の基底状態と、非発振状態における発振器の第１励起状態と、の間におけるエネルギー差をプランク定数で割った値に対応する。カー効果のカー係数は、非発振状態における発振器の第１励起状態と、非発振状態における発振器の第２励起状態と、の間におけるエネルギー差をプランク定数で割った値から、その発振器の共振周波数を引いた値に対応する。
例えば、第１発振器１０Ａの近傍に第１導電部６０Ａ（例えば配線など）が設けられる。第１導電部６０Ａの一方は接地され、第１導電部６０Ａの他方は端子６０ａに接続される。第２発振器１０Ｂの近傍に第２導電部６０Ｂ（例えば配線など）が設けられる。第２導電部６０Ｂの一方は接地され、第２導電部６０Ｂの他方は端子６０ｂに接続される。第３発振器１０Ｃの近傍に第３導電部６０Ｃ（例えば配線など）が設けられる。第３導電部６０Ｃの一方は接地され、第３導電部６０Ｃの他方は端子６０ｃに接続される。発振器１０Ｘの近傍に導電部６０Ｘ（例えば配線など）が設けられる。導電部６０Ｘの一方は接地され、導電部６０Ｘの他方は端子６０ｘに接続される。
制御部７０は、例えば、端子６０ａ〜６０ｃ及び６０ｘに電気的に接続される。制御部７０は、例えば、これらの端子を介して、導電部６０Ａ〜６０Ｃ及び６０Ｘに高周波電流を供給する。これにより、導電部６０Ａ〜６０Ｃ及び６０Ｘは、周囲の磁場を変調する。変調された磁場は、複数の発振器１０のそれぞれに磁束変調を誘起する。
制御部７０は、少なくとも第１動作を実施する。
第１動作において、制御部７０は、第１発振器１０Ａに第１磁束変調を誘起して第１発振器１０Ａを第１発振周波数ｆｏ１で発振させる。第１動作において、制御部７０は、第２発振器１０Ｂに第２磁束変調を誘起して第２発振器１０Ｂを第２発振周波数ｆｏ２で発振させる。
例えば、第１動作において、制御部７０は、第１発振器１０Ａに第１電磁波を照射して第１発振器１０Ａを第１発振周波数ｆｏ１で発振させる。第１動作において、制御部７０は、第２発振器１０Ｂに第２電磁波を照射して第２発振器１０Ｂを第２発振周波数ｆｏ２で発振させる。
第１発振器１０Ａは、例えば、パラメトリック発振器である。パラメトリック発振器において、第１磁束変調の変調周波数が、第１発振周波数ｆｏ１の２倍である。
第１共振周波数ｆｒ１から第１発振周波数ｆｏ１を減じた値（ｆｒ１−ｆｏ１）を第１値Δｆ１とする。第１値Δｆ１は、例えば、第１離調周波数である。第１値Δｆ１は、正及び負の一方の第１極性である。第２共振周波数ｆｒ２から第２発振周波数ｆｏ２を減じた値（ｆｒ２−ｆｏ２）を第２値Δｆ２とする。第２値Δｆ２は、例えば、第２離調周波数である。第２値Δｆ２は、正及び負の他方の第２極性である。第１値Δｆ１及び第２値Δｆ２は、互いに逆符号（逆極性）である。
このように、実施形態に係る計算装置１１０においては、少なくとも２つの発振器１０について、離調周波数の極性を異ならせる。これにより、後述するように、計算装置１１０で解こうとしている問題が効率的に解ける。計算例については、後述する。
実施形態に係る計算において、例えば、磁束変調をゼロから徐々に増加（例えば、単調増加）させる。例えば、十分強く発振した状態において、その発振による電磁波の位相を検出する。検出された結果が、計算結果に対応する。
制御部７０は、以下に説明する第２動作をさらに実施しても良い。この第２動作は、例えば、上記の第１動作の前に行われる。
第２動作において、制御部７０は、第１発振器１０Ａに別の第１磁束変調を誘起して前記第１発振器１０Ａを別の第１発振周波数ｆａ１で発振させ、第２発振器１０Ｂに別の第２磁束変調を誘起して第２発振器１０Ｂを別の第２発振周波数ｆａ２で発振させる。第２動作における別の第１磁束変調は、第１動作における第１磁束変調と実質的に同じでも良い。第２動作における別の第２磁束変調は、第１動作における第２磁束変調と実質的に同じでも良い。
第１共振周波数ｆｒ１から、上記の別の第１発振周波数ｆａ１を減じた値（ｆｒ１−ｆａ１）は、上記の第１極性である。第２共振周波数ｆｒ２から、上記の別の第２発振周波数ｆａ２を減じた値（ｆｒ２−ｆａ２）は、上記の第１極性である。
このように、例えば、第２動作において、２つの発振器１０において、離調周波数の極性が同じである。第２動作において、複数の発振器１０の全てにおいて、離調周波数の極性が同じでも良い。
例えば、複数の発振器１０に含まれる別の発振器１０は、カー効果を有し、別の共振周波数ｆｒｘを有する。別の発振器１０は、第１発振器１０Ａ及び第２発振器１０Ｂを除く、全ての発振器１０でも良い。例えば、第２動作において、制御部７０は、第１発振器１０Ａに別の第１磁束変調を誘起して第１発振器１０Ａを別の第１発振周波数ｆｘ１で発振させ、第２発振器１０Ｂに別の第２磁束変調を誘起して第２発振器１０Ｂを別の第２発振周波数ｆｘ２で発振させ、別の発振器（発振器１０Ｘなど）に第３磁束変調を誘起して別の発振器（発振器１０Ｘなど）を第３発振周波数ｆｘｘで発振させる。
第１共振周波数ｆｒ１から、上記の別の第１発振周波数ｆａ１を減じた値（ｆｒ１−ｆａ１）は、第１極性である。第２共振周波数ｆｒ２から、上記の別の第２発振周波数ｆａ１を減じた値（ｆｒ２−ｆｂ２）は、第１極性である。別の共振周波数ｆｒｘから第３発振周波数ｆｘｘを減じた値（ｆｒｘ−ｆｘｘ）は、第１極性である。例えば、第２動作において、全ての発振器１０において、極性が同じ（第１極性）である。
例えば、複数の発振器１０は、カー効果を有し共振周波数を有する。第２動作において、制御部７０は、複数の発振器１０に磁束変調を誘起して複数の発振器を発振周波数で発振させる。複数の発振器１０において、共振周波数から発振周波数を減じた値は、第１極性である。
実施形態に係る１つの例において、離調周波数の極性が同じである第２動作が行われても良い。そして、極性が互いに異なる少なくとも２つの離調周波数を用いた第１動作が行われる。
この例では、図１に示すように、例えば、第１発振器１０Ａは、第１ジョセフソン接合Ｊ１を含む。例えば、第２発振器１０Ｂは、第２ジョセフソン接合Ｊ２を含む。例えば、第３発振器１０Ｃは、第３ジョセフソン接合Ｊ３を含み。
例えば、第１発振器１０Ａは、第１ループＬ１を含む。第１ループＬ１は、複数の第１ジョセフソン接合（第１ジョセフソン接合Ｊ１及びＫ１）を含む。第２発振器１０Ｂは、第２ループＬ２を含む。第２ループＬ２は、複数の第２ジョセフソン接合（第２ジョセフソン接合Ｊ２及びＫ２）を含む。第３発振器１０Ｃは、第３ループＬ３を含む。第３ループＬ３は、複数の第３ジョセフソン接合（第３ジョセフソン接合Ｊ３及びＫ３）を含む。
例えば、第１ループＬ１の１つの部分が、接地される。第１ループＬ１の別の部分が、導波部１１Ａを介して、端子１１ａと結合される。第１ループＬ１と端子１１ａとの結合は、例えば、容量結合を含む。第１ループＬ１の上記の１つの部分と、第１ループＬ１の上記の別の部分と、の間の１つの経路に、第１ジョセフソン接合Ｊ１が設けられる。第１ループＬ１の上記の１つの部分と、第１ループＬ１の上記の別の部分と、の間の別の経路に、第１ジョセフソン接合Ｋ１が設けられる。
同様に、例えば、第２ループＬ２の１つの部分が、接地される。第２ループＬ２の別の部分が、導波部１１Ｂを介して、端子１１ｂと結合される。第２ループＬ２と端子１１ｂとの結合は、例えば、容量結合を含む。第２ループＬ２の上記の１つの部分と、第２ループＬ２の上記の別の部分と、の間の１つの経路に、第２ジョセフソン接合Ｊ２が設けられる。第２ループＬ２の上記の１つの部分と、第２ループＬ２の上記の別の部分と、の間の別の経路に、第２ジョセフソン接合Ｋ２が設けられる。
同様に、例えば、第３ループＬ３の１つの部分が、接地される。第３ループＬ３の別の部分が、導波部１１Ｃを介して、端子１１ｃと結合される。第３ループＬ３と端子１１ｃとの結合は、例えば、容量結合を含む。第３ループＬ３の上記の１つの部分と、第３ループＬ３の上記の別の部分と、の間の１つの経路に、第３ジョセフソン接合Ｊ３が設けられる。第３ループＬ３の上記の１つの部分と、第３ループＬ３の上記の別の部分と、の間の別の経路に、第３ジョセフソン接合Ｋ３が設けられる。
同様に、例えば、発振器１０Ｘが、導波部１１Ｘを介して、端子１１ｘと結合される。発振器１０Ｘの構成は、第１発振器１０Ａの構成などと同様である。
例えば、第１〜第３磁束変調は、第１〜第３ループＬ１〜Ｌ３内の磁束のそれぞれを変調する。
上記のような構成を有する発振器ネットワーク１０Ｕにおいて、上記の第１動作が実施される。そして、第２動作が実施される。これらの動作のそれぞれにおいて、発振器ネットワーク１０Ｕの状態が検出部７５により検出される。
検出部７５は、例えば、端子１１ａ〜１１ｃ、及び、端子１１ｘなどと結合される。結合は、容量結合を含んで良い。
検出部７５は、第１動作において、例えば、第１発振器１０Ａから得られる第１信号と、第２発振器１０Ｂから得られる第２信号と、を検出する。検出部７５は、例えば、第１動作において、第１発振器１０Ａから出力される電磁波の位相を測定して得られる第１信号と、第２発振器１０Ｂから出力される電磁波の位相を測定して得られる第２信号と、を検出する。
例えば、検出部７５は、複数の動作のそれぞれにおいて、複数の発振器１０から出射される電磁波の位相に関する値（信号）を検出する。電磁波の位相に関する値（第１信号及び第２信号など）は、例えば、「＋１」または「−１」などになる。
計算装置１１０は、例えば、最適化問題を解くことに用いられる。例えば、複数の発振器１０は、問題の条件に合わせて設定される。例えば、結合係数が問題に適するように設定される。例えば、複数の発振器１０に、問題に応じた電磁波が照射される。制御部７０により複数の発振器１０が発振し、時間が経過した後に複数の発振器１０から出力される電磁波の位相に応じた値が、求められた解に対応する。後述するように、実施形形態において、結合係数が種々の方法により調整されても良い。例えば、結合器が有するｄｃ ＳＱＵＩＤ内の磁束を調整することで、結合係数が、問題に適した値に設定される。
以下、計算結果の例について説明する。
例えば、第１例において、「有効ハミルトニアン」が、以下の第１式〜第４式で表される。
上記の式において、ｎｉは、ｉ番目の発振器１０の光子数演算子（photon number operator）である。ａｉ、及び、「dagger」付きのａｉは、ｉ番目の発振器１０の生成消滅演算子（creation and annihilation operators）である。Ｋｉは、ｉ番目の発振器１０のカー係数（Kerr coefficient）である。Δｉは、ｉ番目の発振器１０の離調周波数（detuning frequency）である。ｐは、パラメトリック励起（parametric drive or pumping）のポンピング振幅（pumping amplitude）である。ξは、周波数次元のパラメータである。α０は、ｐ０／Ｋである。ここでは、Ｋは、正として説明する。実施形態において、ジョセフソン接合によるカー効果の場合のようにＫが負の場合は、他のパラメータ（Δｉ、ｐｉ及びξ）の符号が反転される。
複数の発振器１０のそれぞれにおけるカー係数Ｋは、互いに異なっても良い。以下では、複数の発振器のそれぞれにおけるカー係数のばらつきが小さいとして、１つのカー係数Ｋが用いられる。
この例において、例えば、全ての発振器１０における離調周波数が正であるならば、初期状態である「真空」は、ｔ＝０（初期時刻）における有効ハミルトニアンの基底状態に対応する。実施形態においては、第１動作において、少なくとも１つの発振器１０における離調周波数が負であり、他の発振器１０における離調周波数が正である。後述するように、上記の少なくとも１つの発振器１０における離調周波数の絶対値は、Ｋ／２以下であることが好ましい。
一方、第２例において、有効ハミルトニアンが、以下の第５式〜第８式で表される。
上記の式において、各パラメータは、第１例と同様である。
第２例において、第８式が成り立つ場合、初期状態である「真空」が「基底状態」に対応する。
従来、第２例のように、初期状態において、初期状態である「真空」が、ｔ＝０（初期時刻）における有効ハミルトニアンの「基底状態」に設定される。この場合、解が最終時刻における有効ハミルトニアンの基底状態に収束しない場合があることが分かった。
これに対して、第１例のような「有効ハミルトニアン」を導入し、初期状態である「真空」を初期時刻における有効ハミルトニアンの「基底状態」ではない状態（「励起状態」）にする。実施形態においては、少なくとも１つの離調周波数の極性を他の離調周波数の極性とは変える。これにより、解が最終時刻における有効ハミルトニアンの基底状態に収束する場合がある。
以下、上記の第１例の第１式〜第４式が適用される場合において、離調周波数の極性を変更した時の計算結果の例について説明する。
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、計算結果を例示するグラフ図である。
図２（ａ）及び図２（ｃ）は、第１計算条件Ｍ１に対応する。図２（ｂ）及び図２（ｄ）は、第２計算条件Ｍ２に対応する。図２（ａ）及び図２（ｂ）の縦軸は、基底状態のエネルギーを基準にした第１励起状態のエネルギーＥ１を示す。図２（ｃ）及び図２（ｄ）の縦軸は、基底状態のエネルギーを基準にした、系のエネルギーＥを示す。図２（ａ）〜図２（ｄ）の横軸は、時刻ｔｍである。例えば、時刻ｔｍが０のときが、計算の開始の時刻に対応する。時刻ｔｍが３のときが、計算の終了の時刻に対応する。
図２（ａ）及び図２（ｃ）は、第１計算条件Ｍ１に対応する。図２（ｂ）及び図２（ｄ）は、第２計算条件Ｍ２に対応する。図２（ａ）及び図２（ｂ）の縦軸は、基底状態のエネルギーを基準にした第１励起状態のエネルギーＥ１を示す。図２（ｃ）及び図２（ｄ）の縦軸は、基底状態のエネルギーを基準にした、系のエネルギーＥを示す。図２（ａ）〜図２（ｄ）の横軸は、時刻ｔｍである。例えば、時刻ｔｍが０のときが、計算の開始の時刻に対応する。時刻ｔｍが３のときが、計算の終了の時刻に対応する。
図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、計算結果に対応する。エネルギーＥが最終的に０であることは、解が最終時刻における有効ハミルトニアンの基底状態に収束したことに対応する。エネルギーＥが最終的に０でないときは、解が最終時刻における有効ハミルトニアンの基底状態に収束しないことに対応する。
第１計算条件Ｍ１においては、１つの発振器１０に関する離調周波数が、カー係数の−０．１倍に設定され、他の離調周波数は、カー係数の０．２倍に設定される。第２計算条件Ｍ２においては、全ての発振器１０に関する離調周波数が、カー係数の０．２倍に設定される。
図２（ｂ）に示すように、第２計算条件Ｍ２においては、初期状態である真空状態は、基底状態に設定される。このような第２計算条件においては、図２（ｄ）に示すように、エネルギーＥは、計算の初期段階においては、実質的に０であるが、計算終了時（時刻ｔｍが３）のときのエネルギーＥは、実質的に第１励起状態のエネルギーＥ１に等しく、大きい。
一方、図２（ａ）に示すように、初期状態である真空状態は、基底状態とは異なる。このような第１計算条件Ｍ１においては、図２（ｃ）に示すように、エネルギーＥは、計算の初期段階において正の値を取るが、計算終了時（時刻ｔｍが３）のときのエネルギーＥは実質的に０である。
実施形態は、このような第１計算条件Ｍ１を採用する。
既に説明したように、実施形態においては、「有効ハミルトニアン」の発想を導入し、少なくとも１つの離調周波数の極性を他の離調周波数の極性とは変える。これにより、真空状態を基底状態ではない状態にできる。これにより、解が最終時刻における有効ハミルトニアンの基底状態に収束する場合がある。
解が最終時刻における有効ハミルトニアンの基底状態に収束しないときは、計算が失敗したことに対応する。発明者の検討によると、第１計算条件における失敗確率は、例えば、０．００８８４６である。一方、第２計算条件における失敗確率は、例えば、０．９８１６８７である。
このように、実施形態によれば、計算精度の向上が可能な計算装置を提供できる。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、計算結果を例示するグラフ図である。
図３（ａ）は、第１計算条件Ｍ１において離調周波数をカー係数の−０．１倍に設定する１つの発振器を、全ての発振器１０について１つ１つ選んでは計算することを繰り返した後に、第２計算条件での計算を行い、それらの結果から最良の解を選んだ場合に対応する。図３（ｂ）は、第２計算条件Ｍ２に対応する。これらの図の横軸は、失敗確率である。縦軸は、計算終了時のエネルギーＥである。エネルギーＥは、図２（ｃ）及び図２（ｄ）の例において、時刻ｔｍが３のときのエネルギーＥに対応する。
図３（ａ）は、第１計算条件Ｍ１において離調周波数をカー係数の−０．１倍に設定する１つの発振器を、全ての発振器１０について１つ１つ選んでは計算することを繰り返した後に、第２計算条件での計算を行い、それらの結果から最良の解を選んだ場合に対応する。図３（ｂ）は、第２計算条件Ｍ２に対応する。これらの図の横軸は、失敗確率である。縦軸は、計算終了時のエネルギーＥである。エネルギーＥは、図２（ｃ）及び図２（ｄ）の例において、時刻ｔｍが３のときのエネルギーＥに対応する。
図３（ｂ）に示すように、第２計算条件Ｍ２においては、失敗確率Ｐｆが高く、エネルギーＥも大きい。図３（ａ）に示すように、第１計算条件Ｍ１においては、失敗確率Ｐｆが低く、エネルギーＥが小さい。
実施形態に係る１つの例において、第１動作において、複数の発振器１０の１つ（例えば、第２発振器１０Ｂ）だけにおいて、離調周波数が第２極性でも良い。例えば、第１動作において、制御部７０は、複数の発振器１０に含まれ第１発振器１０Ａ及び第２発振器１０Ｂを除く「別の発振器」に「別の磁束変調」を誘起して、その「別の発振器」を「別の発振周波数」で発振させる。この「別の発振器」は、例えば第３発振器１０Ｃでも良く、発振器１０Ｘでも良い。この「別の発振器」は、カー効果を有し「別の共振周波数」を有する。「別の共振周波数」から「別の発振周波数」を減じた値（例えば、離調周波数）は、上記の第１極性である。
上記のように、制御部７０は、まず、第２動作を実施し、第２動作で解が得られない場合、その後に上記の第１動作を実施しても良い。このような第２動作の後に、制御部７０は、以下に説明する第３動作をさらに実施しても良い。
１つの例の第３動作において、例えば、第２極性の離調周波数を適用する発振器１０の数を増やす。
例えば、複数の発振器１０に含まれる第３発振器１０Ｃは、カー効果を有し第３共振周波数ｆｒ３を有する。
制御部７０は、第１動作において、第１発振器１０Ｃに第１磁束変調を誘起して第１発振器１０Ａを第３発振周波数ｆｏ１で発振させ、第２発振器１０Ｂに第２磁束変調を誘起して第２発振器１０Ｂを第２発振周波数ｆｏ２で発振させ、第３発振器１０Ｃに第３磁束変調をさらに誘起して第３発振器１０Ｃを第３発振周波数ｆｏ３で発振させる。
既に説明したように、第１動作において、第１値Δｆ１（第１共振周波数ｆｒ１から第１発振周波数ｆｏ１を減じた値）値は、第１極性である。第１動作において、第２値Δｆ２（第２共振周波数ｆｒ２から第２発振周波数ｆｏ２を減じた値）は、第２極性である。第３共振周波数ｆｒ３から第３発振周波数ｆｏ３を減じた第３値Δｆ３（例えば第３離調周波数）は、第１極性である。
この例では、第１動作において、例えば、第２極性の離調周波数に対応する発振器１０の数は、１である。
第３動作において、制御部７０は、第１発振器１０Ａに第４磁束変調を誘起して第１発振器１０Ａを第４発振周波数ｆｏ４で発振させ、第２発振器１０Ｂに第５磁束変調を誘起して第２発振器１０Ｂを第５発振周波数ｆｏ５で発振させ、第３発振器１０Ｃに第６磁束変調を誘起して第３発振器１０Ｃを第６発振周波数ｆｏ６で発振させる。
第３動作において、第１共振周波数ｆｒ１から第４発振周波数ｆｏ４を減じた第４値Δｆ４（例えば離調周波数）は、第１極性であり、第２共振周波数ｆｒ２から第５発振周波数ｆｏ５を減じた第５値Δｆ５（例えば離調周波数）は、第２極性であり、第３共振周波数ｆｒ３から第６発振周波数ｆｏ６を減じた第６値Δｆ６（例えば離調周波数）は、第２極性である。
このように、上記の例では、第３動作において、第２極性の離調周波数が適用される発振器１０の数が増えても良い。
一方、第３動作において、第２極性の離調周波数が適用される発振器１０の数が１のままで、例えば、第２極性の離調周波数が適用される発振器１０が変更されても良い。例えば、以下の例では、第３動作において、第２発振器１０Ｂにおける離調周波数は第１極性に変更される、第３発振器１０Ｃにおける離調周波数は第２極性に変更される。
例えば、第３動作において、第１共振周波数ｆｒ１から第４発振周波数ｆｏ４を減じた第４値Δｆ４は、第１極性であり、第２共振周波数ｆｒ２から第５発振周波数ｆｏ５を減じた第５値Δｆ５は、第１極性であり、第３共振周波数ｆｒ３から第６発振周波数ｆｏ６を減じた第６値Δｆ６は、第２極性でも良い。
このような第３動作は、第１動作の後に行われても良い。
実施形態において、第１動作における第２値Δｆ２の絶対値は、カー効果のカー係数の絶対値の１／２以下であることが好ましい。これにより、例えば、初期状態である真空状態が、初期時刻における有効ハミルトニアンの第１励起状態となる。
例えば、第１動作における第１値Δｆ１は正であり、第２値Δｆ２は負であり、第２値Δｆ２の絶対値は、カー係数の絶対値の１／２以下である。例えば、カー効果のカー係数は、上記の正及び負の上記の一方（第１値Δｆ１の第１極性）である。
実施形態において、例えば、制御部７０は、計算の初期における第２値Δｆ２をカー係数の絶対値の１／２以下に設定する。そして、時間の経過とともに、第２値Δｆ２の絶対値を０に近づけても良い。さらに、第１値Δｆ１の絶対値も時間の経過とともに小さくなっても良い。これにより、例えば、最終時刻において、離調周波数の違い（例えば、符号の違い）による不均一性がなくなり、より良い解が得られる。
例えば、第１動作に含まれる第１期間（例えば初期）における第１値Δｆ１の絶対値は、第１動作に含まれ第１期間の後の第２期間（計算の後の期間）における、第１共振周波数ｆｒ１から第１発振周波数ｆｏ１を減じた値（離調周波数）の絶対値よりも大きい。例えば、後の第２期間における離調周波数の絶対値は、初期の離調周波数（例えば第１値Δｆ１）よりも小さい。
第１期間における第２値Δｆ２の絶対値は、第２期間における、第２共振周波数ｆｒ２から第２発振周波数ｆｏ２を減じた値（離調周波数）の絶対値よりも大きい。例えば、後の第２期間における離調周波数の絶対値は、初期の離調周波数（例えば第２値Δｆ２）よりも小さい。
例えば、制御部７０は、第１動作中に、第１値Δｆ１の絶対値及び第２値Δｆ２の絶対値の少なくともいずれかを減少させても良い。例えば、解が最終時刻における有効ハミルトニアンの基底状態に収束し易くなる。制御部７０は、例えば、第１動作の終了中に離調周波数が０になるように、離調周波数を設定しても良い。
時間の経過とともに、複数の発振器１０の間の結合の強度を変更しても良い。例えば、制御部７０は、第１期間（例えば初期）における第１発振器１０Ａと第２発振器１０Ｂとの第１結合強度は、第２期間（後の期間）における第１発振器１０Ａと第２発振器１０Ｂとの第２結合強度よりも低い。例えば、初期において、結合強度が実質的に０でも良い。時間の形態と共に、結合強度が上昇しても良い。たとえば、パラメータの調整が容易になり、効率的に解が得やすくなる。計算精度をより向上し易くなる。
例えば、結合部２０は結合共振器を含んでも良い。結合共振器が複数の発振器１０と容量結合して、複数の発振器１０が結合されても良い。結合共振器は、例えば、超伝導に基づくｄｃ ＳＱＵＩＤを含んでも良い。結合共振器の共振周波数がチューナブルで、その共振周波数の調整で、結合係数がチューナブルでも良い。
結合共振器は、例えば、非線形素子含んでも良い。非線形素子は、例えば、超伝導に基づくジョセフソン接合などを含んでも良い。電磁波による変調を受けることで結合係数をチューナブルにできる。結合部２０内の磁束を外部電流で調整することによって、複数の発振器１０どうしの結合強度を調整できる。
（第２実施形態）
第２実施形態に係る計算装置１１０においては、以下の第９式〜第１２式で示される有効ハミルトニアンに対応する計算が実施される。
第２実施形態に係る計算装置１１０においては、以下の第９式〜第１２式で示される有効ハミルトニアンに対応する計算が実施される。
上記の式において、各パラメータは、第１例と同様である。
第９式で示される有効ハミルトニアンにおいては、３体相互作用項が導入される。
一方、以下の第１３式は、ハミルトニアンの１つの例（時間に依存しない４体相互作用を含む）に対応する。第１３式は、上記の第９式に対応する参考例である。
第９式で示される有効ハミルトニアンは、相互作用項を初期時刻にゼロとできるため、これを用いることで、第１３式に示すハミルトニアンに対して、より有効な解が効率的に得られる。例えば、計算精度を向上できる。
第９式〜第１２式に示す有効ハミルトニアンに対応する計算を実施する際にも、制御部７０は、上記のような第１動作を実施する。制御部７０は、上記のような第２動作をさらに実施しても良い。制御部７０は、上記のような第３動作をさらに実施しても良い。第２実施形態においても、計算精度の向上が可能な計算装置を提供できる。
図４（ａ）〜図４（ｆ）は、実施形態に係る計算装置の一部を例示する模式的断面図である。
図４（ａ）に示すように、第１ジョセフソン接合Ｊ１は、導電部１５ａと、導電部１６ａと、導電部１５ａと導電部１６ａとの間に設けられた中間層１７ａと、を含む。図４（ｂ）に示すように、第１ジョセフソン接合Ｋ１は、導電部１５ａと、導電部１６ａと、導電部１５ａと導電部１６ａとの間に設けられた中間層１８ａと、を含む。図４（ｃ）に示すように、第２ジョセフソン接合Ｊ２は、導電部１５ｂと、導電部１６ｂと、導電部１５ｂと導電部１６ｂとの間に設けられた中間層１７ｂと、を含む。図４（ｄ）に示すように、第２ジョセフソン接合Ｋ２は、導電部１５ｂと、導電部１６ｂと、導電部１５ｂと導電部１６ｂとの間に設けられた中間層１８ｂと、を含む。図４（ｅ）に示すように、第３ジョセフソン接合Ｊ３は、導電部１５ｃと、導電部１６ｃと、導電部１５ｃと導電部１６ｃとの間に設けられた中間層１７ｃと、を含む。図４（ｆ）に示すように、第３ジョセフソン接合Ｋ３は、導電部１５ｃと、導電部１６ｃと、導電部１５ｃと導電部１６ｃとの間に設けられた中間層１８ｃと、を含む。
図４（ａ）に示すように、第１ジョセフソン接合Ｊ１は、導電部１５ａと、導電部１６ａと、導電部１５ａと導電部１６ａとの間に設けられた中間層１７ａと、を含む。図４（ｂ）に示すように、第１ジョセフソン接合Ｋ１は、導電部１５ａと、導電部１６ａと、導電部１５ａと導電部１６ａとの間に設けられた中間層１８ａと、を含む。図４（ｃ）に示すように、第２ジョセフソン接合Ｊ２は、導電部１５ｂと、導電部１６ｂと、導電部１５ｂと導電部１６ｂとの間に設けられた中間層１７ｂと、を含む。図４（ｄ）に示すように、第２ジョセフソン接合Ｋ２は、導電部１５ｂと、導電部１６ｂと、導電部１５ｂと導電部１６ｂとの間に設けられた中間層１８ｂと、を含む。図４（ｅ）に示すように、第３ジョセフソン接合Ｊ３は、導電部１５ｃと、導電部１６ｃと、導電部１５ｃと導電部１６ｃとの間に設けられた中間層１７ｃと、を含む。図４（ｆ）に示すように、第３ジョセフソン接合Ｋ３は、導電部１５ｃと、導電部１６ｃと、導電部１５ｃと導電部１６ｃとの間に設けられた中間層１８ｃと、を含む。
中間層１７ａ、１８ａ、１７ｂ、１８ｂ、１７ｃ及び１８ｃは、例えば、絶縁性である。これらの中間層は、例えば、金属化合物（例えば金属酸化物）などを含む。
これらのジョセフソン接合は、例えば、基体１５ｓ（例えば基板など）の上に設けられる。
実施形態において、制御部７０には、例えば、ＦＰＧＡまたはＰＣ回路などが用いられる。
検出部７５には、例えば、ヘテロダイン検出器、ホモダイン検出器、または、ジョセフソンパラメトリックアンプなどが用いられる。
例えば、非線形発振器（カーパラメトリック発振器：ＫＰＯ）のネットワークを利用した計算装置（例えば量子分岐マシン）がある。この計算装置においては、量子断熱定理に基づいている。量子断熱定理においては、初期状態を１つのエネルギー固有状態に準備し、その後、系のパラメータを十分ゆっくり変化させる。これにより、系は、対応する固有状態に留まり続ける。
ここで、「十分ゆっくり」というのは、隣の固有状態とのエネルギー差に依存する。エネルギー差が非常に小さくなると、この断熱条件が破れ、隣の固有状態へ移ってしまうと考えられる。これが、断熱量子計算の主要なエラー原因であると考えられる。
一般に、初期状態として、最も安定である基底状態を採用される。上記のエネルギー差の消失問題を回避する１つの方法として、初期状態として励起状態にする方法が考えられる。しかし、この方法においては、緩和によるデコヒーレンスの影響を受けやすい。
実施形態においては、例えば、エネルギー差が消失しても正しい解を見つけられる量子分岐マシンを提供する。実施形態においては、複数の離調周波数の少なくとも１つが、例えば、初期状態である真空が励起状態（例えば、第１励起状態など）になるように設定される。そして、互いに異なる複数の離調周波数に基づいて計算が行われる。これにより、計算精度を向上できる。
量子分岐マシンは、例えば、パラメトリック励起によってドライブされた系に基づいている。このため、系のハミルトニアンとして、回転座標系における有効ハミルトニアンが差愛用できる。離調周波数を調整することで、初期状態である真空を、この有効ハミルトニアンの励起状態に設定することが可能となる。例えば、繰り返し計算して良い解を選ぶことが効率的にできる。
実施形態は、例えば、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
複数の発振器であって、前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、カー効果を有し第１共振周波数を有し、前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、カー効果を有し第２共振周波数を有する、前記複数の発振器と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも第１動作を実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である、計算装置。
（構成１）
複数の発振器であって、前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、カー効果を有し第１共振周波数を有し、前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、カー効果を有し第２共振周波数を有する、前記複数の発振器と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも第１動作を実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である、計算装置。
（構成２）
前記第１発振器は、２つの第１ジョセフソン接合を含む第１ループを含み、
前記第２発振器は、２つの第２ジョセフソン接合を含む第２ループを含む、構成１記載の計算装置。
前記第１発振器は、２つの第１ジョセフソン接合を含む第１ループを含み、
前記第２発振器は、２つの第２ジョセフソン接合を含む第２ループを含む、構成１記載の計算装置。
（構成３）
複数の発振器であって、前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、第１ジョセフソン接合を含み第１共振周波数を有し、前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、第２ジョセフソン接合を含み第２共振周波数を有する、前記複数の発振器と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも第１動作を実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である、計算装置。
複数の発振器であって、前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、第１ジョセフソン接合を含み第１共振周波数を有し、前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、第２ジョセフソン接合を含み第２共振周波数を有する、前記複数の発振器と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも第１動作を実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である、計算装置。
（構成４）
前記制御部は、第２動作をさらに実施し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１発振器に別の第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を別の第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に別の第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を別の第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記別の第１発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記別の第２発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
前記制御部は、第２動作をさらに実施し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１発振器に別の第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を別の第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に別の第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を別の第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記別の第１発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記別の第２発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成５）
前記複数の発振器に含まれる別の発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記制御部は、第２動作をさらに実施し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１発振器に別の第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を別の第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に別の第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を別の第２発振周波数で発振させ、前記別の発振器に第３磁束変調を誘起して前記別の発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記別の第１発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記別の第２発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記別の共振周波数から前記第３発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
前記複数の発振器に含まれる別の発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記制御部は、第２動作をさらに実施し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１発振器に別の第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を別の第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に別の第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を別の第２発振周波数で発振させ、前記別の発振器に第３磁束変調を誘起して前記別の発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記別の第１発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記別の第２発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記別の共振周波数から前記第３発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成６）
前記制御部は、前記第１動作の前に前記第２動作を実施する、構成４または５に記載の計算装置。
前記制御部は、前記第１動作の前に前記第２動作を実施する、構成４または５に記載の計算装置。
（構成７）
前記第１動作において、前記制御部は、前記複数の発振器に含まれ前記第１発振器及び前記第２発振器を除く別の発振器に別の磁束変調を誘起して前記別の発振器を別の発振周波数で発振させ、
前記別の発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記別の共振周波数から前記別の発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
前記第１動作において、前記制御部は、前記複数の発振器に含まれ前記第１発振器及び前記第２発振器を除く別の発振器に別の磁束変調を誘起して前記別の発振器を別の発振周波数で発振させ、
前記別の発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記別の共振周波数から前記別の発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成８）
前記第１動作において、前記制御部は、前記複数の発振器に含まれ前記第１発振器及び前記第２発振器を除く別の全ての発振器に別の磁束変調を誘起し、
前記別の全ての発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記別の共振周波数から前記別の発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
前記第１動作において、前記制御部は、前記複数の発振器に含まれ前記第１発振器及び前記第２発振器を除く別の全ての発振器に別の磁束変調を誘起し、
前記別の全ての発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記別の共振周波数から前記別の発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、構成１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成９）
前記複数の発振器に含まれる第３発振器は、カー効果を有し第３共振周波数を有し、
前記制御部は、前記第１動作において、前記第３発振器に第３磁束変調をさらに誘起して前記第３発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第３共振周波数から前記第３発振周波数を減じた第３値は、前記第１極性であり、
前記制御部は、第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第４磁束変調を誘起して前記第１発振器を第４発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第５磁束変調を誘起して前記第２発振器を第５発振周波数で発振させ、前記第３発振器に第６磁束変調を誘起して前記第３発振器を第６発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第４発振周波数を減じた第４値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第５発振周波数を減じた第５値は、前記第２極性であり、
前記第３共振周波数から前記第６発振周波数を減じた第６値は、前記第２極性である、構成１〜８のいずれか１つに記載の計算装置。
前記複数の発振器に含まれる第３発振器は、カー効果を有し第３共振周波数を有し、
前記制御部は、前記第１動作において、前記第３発振器に第３磁束変調をさらに誘起して前記第３発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第３共振周波数から前記第３発振周波数を減じた第３値は、前記第１極性であり、
前記制御部は、第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第４磁束変調を誘起して前記第１発振器を第４発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第５磁束変調を誘起して前記第２発振器を第５発振周波数で発振させ、前記第３発振器に第６磁束変調を誘起して前記第３発振器を第６発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第４発振周波数を減じた第４値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第５発振周波数を減じた第５値は、前記第２極性であり、
前記第３共振周波数から前記第６発振周波数を減じた第６値は、前記第２極性である、構成１〜８のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成１０）
前記複数の発振器に含まれる第３発振器は、カー効果を有し第３共振周波数を有し、
前記制御部は、前記第１動作において、前記第３発振器に第３磁束変調をさらに誘起して前記第３発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第３共振周波数から前記第３発振周波数を減じた第３値は、前記第１極性であり、
前記制御部は、第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第４磁束変調を誘起して前記第１発振器を第４発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第５磁束変調を誘起して前記第２発振器を第５発振周波数で発振させ、前記第３発振器に第６磁束変調を誘起して前記第３発振器を第６発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第４発振周波数を減じた第４値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第５発振周波数を減じた第５値は、前記第１極性であり、
前記第３共振周波数から前記第６発振周波数を減じた第６値は、前記第２極性である、構成１〜８のいずれか１つに記載の計算装置。
前記複数の発振器に含まれる第３発振器は、カー効果を有し第３共振周波数を有し、
前記制御部は、前記第１動作において、前記第３発振器に第３磁束変調をさらに誘起して前記第３発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第３共振周波数から前記第３発振周波数を減じた第３値は、前記第１極性であり、
前記制御部は、第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第４磁束変調を誘起して前記第１発振器を第４発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第５磁束変調を誘起して前記第２発振器を第５発振周波数で発振させ、前記第３発振器に第６磁束変調を誘起して前記第３発振器を第６発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第４発振周波数を減じた第４値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第５発振周波数を減じた第５値は、前記第１極性であり、
前記第３共振周波数から前記第６発振周波数を減じた第６値は、前記第２極性である、構成１〜８のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成１１）
前記第３動作は、前記第１動作の後に行われる、構成９または１０に記載の計算装置。
前記第３動作は、前記第１動作の後に行われる、構成９または１０に記載の計算装置。
（構成１２）
前記カー効果のカー係数は、前記第１極性であり、
前記第２値の絶対値は、前記カー係数の絶対値の１／２以下である、構成１〜１１のいずれか１つに記載の計算装置。
前記カー効果のカー係数は、前記第１極性であり、
前記第２値の絶対値は、前記カー係数の絶対値の１／２以下である、構成１〜１１のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成１３）
前記第１動作に含まれる第１期間における前記第１値の絶対値は、前記第１動作に含まれ前記第１期間の後の第２期間における、前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた値の絶対値よりも大きく、
前記第１期間における前記第２値の絶対値は、前記第２期間における、前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた値の絶対値よりも大きい、構成１〜１２のいずれか１つに記載の計算装置。
前記第１動作に含まれる第１期間における前記第１値の絶対値は、前記第１動作に含まれ前記第１期間の後の第２期間における、前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた値の絶対値よりも大きく、
前記第１期間における前記第２値の絶対値は、前記第２期間における、前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた値の絶対値よりも大きい、構成１〜１２のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成１４）
前記制御部は、前記第１期間における前記第１発振器と前記第２発振器との第１結合強度は、前記第２期間における前記第１発振器と前記第２発振器との第２結合強度よりも低い、構成１３記載の計算装置。
前記制御部は、前記第１期間における前記第１発振器と前記第２発振器との第１結合強度は、前記第２期間における前記第１発振器と前記第２発振器との第２結合強度よりも低い、構成１３記載の計算装置。
（構成１５）
前記制御部は、前記第１動作中に、前記第１値の絶対値及び前記第２値の絶対値の少なくともいずれかを減少させる、構成１〜１２のいずれか１つに記載の計算装置。
前記制御部は、前記第１動作中に、前記第１値の絶対値及び前記第２値の絶対値の少なくともいずれかを減少させる、構成１〜１２のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成１６）
前記制御部は、前記第１動作中に、前記第１発振周波数及び前記第２発振周波数の少なくともいずれかを変化させる、構成１〜１２のいずれか１つに記載の計算装置。
前記制御部は、前記第１動作中に、前記第１発振周波数及び前記第２発振周波数の少なくともいずれかを変化させる、構成１〜１２のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成１７）
前記第１発振器は、前記第２発振器と結合した、構成１〜１６のいずれか１つに記載の計算装置。
前記第１発振器は、前記第２発振器と結合した、構成１〜１６のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成１８）
前記第１磁束変調は、前記第１ループ内の磁束を変調し、
前記第２磁束変調は、前記第２ループ内の磁束を変調する、構成２記載の計算装置。
前記第１磁束変調は、前記第１ループ内の磁束を変調し、
前記第２磁束変調は、前記第２ループ内の磁束を変調する、構成２記載の計算装置。
（構成１９）
検出部をさらに備え、
前記検出部は、前記第１動作において、前記第１発振器から出力される電磁波の位相を測定して得られる第１信号と、前記第２発振器から出力される電磁波の位相を測定して得られる第２信号と、を検出する、構成１〜１８のいずれか１つに記載の計算装置。
検出部をさらに備え、
前記検出部は、前記第１動作において、前記第１発振器から出力される電磁波の位相を測定して得られる第１信号と、前記第２発振器から出力される電磁波の位相を測定して得られる第２信号と、を検出する、構成１〜１８のいずれか１つに記載の計算装置。
（構成２０）
検出部をさらに備え、
前記検出部は、前記第１動作において、前記第１発振器から得られる第１信号と、前記第２発振器から得られる第２信号と、を検出する、構成１〜１８のいずれか１つに記載の計算装置。
検出部をさらに備え、
前記検出部は、前記第１動作において、前記第１発振器から得られる第１信号と、前記第２発振器から得られる第２信号と、を検出する、構成１〜１８のいずれか１つに記載の計算装置。
実施形態によれば、計算精度の向上が可能な計算装置が提供できる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発振器、制御部及び検出部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した計算装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての計算装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０、１０Ｘ…発振器、 １０Ａ〜１０Ｃ…第１〜第３発振器、 １０Ｕ…発振器ネットワーク、 １１Ａ〜１１Ｃ、１１Ｘ…導波部、 １１ａ〜１１ｃ、１１ｘ…端子、 １５ａ〜１５ｃ、１６ａ〜１６ｃ…導電部、 １５ｓ…基体、 １７ａ〜１７ｃ、１８ａ〜１８ｃ…中間層、 ２０…結合部、 ２０Ｃ…キャパシタンス、 ６０Ａ〜６０Ｃ…第１〜第３導電部、 ６０Ｘ…導電部、 ６０ａ〜６０ｃ、６０ｘ…端子、 ７０…制御部、 ７５…検出部、 １１０…計算装置、 Ｅ、Ｅ１…エネルギー、 Ｊ１〜Ｊ３…第１〜第３ジョセフソン接合、 Ｋ１〜Ｋ３…第１〜第３ジョセフソン接合、 Ｌ１〜Ｌ３…第１〜第３ループ、 Ｍ１、Ｍ２…第１、第２計算条件、 Ｐｆ…失敗確率、 ｔｍ…時刻
Claims (10)
- 複数の発振器であって、前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、カー効果を有し第１共振周波数を有し、前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、カー効果を有し第２共振周波数を有する、前記複数の発振器と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも第１動作を実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である、計算装置。 - 前記第１発振器は、２つの第１ジョセフソン接合を含む第１ループを含み、
前記第２発振器は、２つの第２ジョセフソン接合を含む第２ループを含む、請求項１記載の計算装置。 - 複数の発振器であって、前記複数の発振器に含まれる第１発振器は、第１ジョセフソン接合を含み第１共振周波数を有し、前記複数の発振器に含まれる第２発振器は、第２ジョセフソン接合を含み第２共振周波数を有する、前記複数の発振器と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、少なくとも第１動作を実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第１発振周波数を減じた第１値は、正及び負の一方の第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第２発振周波数を減じた第２値は、正及び負の他方の第２極性である、計算装置。 - 前記制御部は、第２動作をさらに実施し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１発振器に別の第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を別の第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に別の第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を別の第２発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記別の第１発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記別の第２発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。 - 前記複数の発振器に含まれる別の発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記制御部は、第２動作をさらに実施し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１発振器に別の第１磁束変調を誘起して前記第１発振器を別の第１発振周波数で発振させ、前記第２発振器に別の第２磁束変調を誘起して前記第２発振器を別の第２発振周波数で発振させ、前記別の発振器に第３磁束変調を誘起して前記別の発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記別の第１発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記別の第２発振周波数を減じた値は、前記第１極性であり、
前記別の共振周波数から前記第３発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。 - 前記制御部は、前記第１動作の前に前記第２動作を実施する、請求項４または５に記載の計算装置。
- 前記第１動作において、前記制御部は、前記複数の発振器に含まれ前記第１発振器及び前記第２発振器を除く別の発振器に別の磁束変調を誘起して前記別の発振器を別の発振周波数で発振させ、
前記別の発振器は、カー効果を有し別の共振周波数を有し、
前記別の共振周波数から前記別の発振周波数を減じた値は、前記第１極性である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の計算装置。 - 前記複数の発振器に含まれる第３発振器は、カー効果を有し第３共振周波数を有し、
前記制御部は、前記第１動作において、前記第３発振器に第３磁束変調をさらに誘起して前記第３発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第３共振周波数から前記第３発振周波数を減じた第３値は、前記第１極性であり、
前記制御部は、第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第４磁束変調を誘起して前記第１発振器を第４発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第５磁束変調を誘起して前記第２発振器を第５発振周波数で発振させ、前記第３発振器に第６磁束変調を誘起して前記第３発振器を第６発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第４発振周波数を減じた第４値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第５発振周波数を減じた第５値は、前記第２極性であり、
前記第３共振周波数から前記第６発振周波数を減じた第６値は、前記第２極性である、請求項１〜７のいずれか１つに記載の計算装置。 - （３回目の計算で、別の発振器の離調の極性を変える）
前記複数の発振器に含まれる第３発振器は、カー効果を有し第３共振周波数を有し、
前記制御部は、前記第１動作において、前記第３発振器に第３磁束変調をさらに誘起して前記第３発振器を第３発振周波数で発振させ、
前記第３共振周波数から前記第３発振周波数を減じた第３値は、前記第１極性であり、
前記制御部は、第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１発振器に第４磁束変調を誘起して前記第１発振器を第４発振周波数で発振させ、前記第２発振器に第５磁束変調を誘起して前記第２発振器を第５発振周波数で発振させ、前記第３発振器に第６磁束変調を誘起して前記第３発振器を第６発振周波数で発振させ、
前記第１共振周波数から前記第４発振周波数を減じた第４値は、前記第１極性であり、
前記第２共振周波数から前記第５発振周波数を減じた第５値は、前記第１極性であり、
前記第３共振周波数から前記第６発振周波数を減じた第６値は、前記第２極性である、請求項１〜７のいずれか１つに記載の計算装置。 - 前記カー効果のカー係数は、前記第１極性であり、
前記第２値の絶対値は、前記カー係数の絶対値の１／２以下である、請求項１〜９のいずれか１つに記載の計算装置。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008525873A (ja) * | 2004-12-23 | 2008-07-17 | ディー−ウェイブ システムズ，インコーポレイテッド | 量子デバイスを備えるアナログプロセッサ |
| JP2017073106A (ja) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 株式会社東芝 | 量子計算装置、及び、方法 |
| JP2018010577A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 株式会社東芝 | 計算装置及びサンプリング方法 |
| US20180053112A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | International Business Machines Corporation | Efficient reduction of resources for the simulation of fermionic hamiltonians on quantum hardware |
| US20180341874A1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-11-29 | Socpra Sciences Et Genie S.E.C. | Quantum processor, and method of quantum processing |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008525873A (ja) * | 2004-12-23 | 2008-07-17 | ディー−ウェイブ システムズ，インコーポレイテッド | 量子デバイスを備えるアナログプロセッサ |
| JP2017073106A (ja) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 株式会社東芝 | 量子計算装置、及び、方法 |
| JP2018010577A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 株式会社東芝 | 計算装置及びサンプリング方法 |
| US20180053112A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | International Business Machines Corporation | Efficient reduction of resources for the simulation of fermionic hamiltonians on quantum hardware |
| US20180341874A1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-11-29 | Socpra Sciences Et Genie S.E.C. | Quantum processor, and method of quantum processing |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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