JP6697420B2 - イジングモデルの計算装置 - Google Patents
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Description
本発明のイジングモデルの計算装置では、次式(1)のハミルトニアンで表されるイジングモデルのスピン方向σi、σj(±1)を光パルスの位相(例えば0、π)に置き換える(擬似的にシミュレーションする)ことにより、イジングモデルにマッピングされた問題を計算することができる。
第1の実施形態のイジングモデルの計算装置では、PSAを用いず、構成要素のいずれもがリニアな特性を有する構成であった。しかしながら、構成要素に飽和特性を有する構成を採用することにより、さらに高い精度で光パルス列を安定状態に導いていくことができる。
図7は、第2の実施形態のイジングモデルの計算装置の概略構成を示す図である。本実施形態のイジングモデルの計算装置では、リング共振器1に光パルス列を入力する外部光パルス入力部51から出力される光パルスの振幅が飽和する構成によって、式(10)のフィードバック項に飽和項を導入している。その他の構成は、第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
図8は、第3の実施形態のイジングモデルの計算装置の概略構成を示す図である。本実施形態のイジングモデルの計算装置では、演算器4から外部光パルス入力部5までの外部光パルス入力部5に変調用の電気信号を入力する配線の途中に飽和素子6を設ける構成によって、式(10)のフィードバック項に飽和項を導入している。その他の構成は、第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
図9は第4の実施形態のイジングモデルの計算装置の概略構成を示す図である。本実施形態のイジングモデルの計算装置では、第2の実施形態および第3の実施形態のようにフィードバック項を飽和項としたものではなく、リング共振器1内に飽和特性を有する非線形媒質21を設ける構成によって、飽和項を導入している。その他の構成は、第1の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
2 PSA(位相感応増幅器)
21 飽和特性を有する非線形媒質
3、35 測定部
4 演算器
5 外部光パルス入力部
51 飽和特性を有する外部光パルス入力部
6 飽和素子
30 バランスドホモダイン検波器
31 ハーフミラー
32 第1の光検出器
33 第2の光検出器
34 差分演算部
Claims (5)
- イジングモデルの複数のスピンに擬似的に対応し、同一の周波数を有する複数の光パルスを繰り返し伝搬させる共振器と、
前記複数の光パルスを前記共振器に入力する外部光パルス入力部と、
前記複数の光パルスが前記共振器を繰り返し伝搬するたびに、前記複数の光パルスの位相および振幅の特定の成分を測定する光パルス測定部と、
前記光パルス測定部において測定した光パルスの位相および振幅の特定の成分の情報を入力として、前記イジングモデルの結合係数と前記測定した光パルスとから決定される、ある光パルスに関わる相互作用を算出する相互作用計算部とを備え、
前記外部光パルス入力部は、前記相互作用計算部において算出された前記相互作用に基づいて、前記共振器内を繰り返し伝搬する前記複数の光パルスに対して重ね合わされる複数の光パルスの位相および振幅を変調することにより、前記ある光パルスに関わる相互作用を実装し、
前記光パルス測定部は、前記光パルス測定部と前記相互作用計算部と前記外部光パルス入力部とにより構成されるフィードバックループ制御が繰り返される過程で、前記複数の光パルスが安定状態に到達した後に測定した前記複数の光パルスの位相を、イジングモデルのスピンに変換することにより、イジングモデルのスピンの値を得ることを特徴とするイジングモデルの計算装置。 - 前記相互作用計算部は、測定したN個の光パルスの位相および振幅であるc1、c2、c3、c4、・ci・cN-1、cNを要素とする列ベクトルに対し、イジングモデルの結合係数を演算パラメータとする以下に示す行列を乗算して、得られた列ベクトルの要素f1、f2、f3、f4、・fi・fN-1、fNを前記N個の光パルスに対応するN個のある光パルスに関わる相互作用として演算することを特徴とする請求項1に記載のイジングモデルの計算装置。
- 前記外部光パルス入力部は飽和特性を有することを特徴とする請求項1または2に記載のイジングモデルの計算装置。
- 前記相互作用計算部と前記外部光パルス入力部との間に、飽和特性を有する電気的素子を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のイジングモデルの計算装置。
- 前記共振器内に、飽和特性を有する非線形素子を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のイジングモデルの計算装置。
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