On a new model for Quantum Computers by using Quantum Petri Nets

摘要

量子コンピュータは素因数分解などアルゴリズムの発見から，現在のコンピュータよりも高速な処理が期待されている．この研究では，様々なモデルによって量子計算の能力と量子コンピュータの設計が研究されている．一方で，コンカレントシステムに有効とされているペトリネットに基づいたモデルによる量子コンピュータのモデル化と解析が研究されており，従来のべトリネットの応用と同様の利用が期待されている．本論文では，まず，量子ペトリネットを用いた新しい量子コンピュータのモデルを提案し，そのモデルが量子コンピュータの状態遷移を正しくシミュレートできることを示す．次に，そのモデルのいくつかの構造的性質を示す．最後に，いくつかの量子コンピュータの性質から起こるこのモデルの冗長性について検討する．%Quantum computers have been expected to run faster than classical ones since the algorithm for prime factorization etc. were found. In research of quantum computers, analysis such as expression power and design of quantum computer have been studied by using various models. Meanwhile, modeling of quantum computers by using models based on Petri nets which are an effective tool for concurrent systems, has been studied. In this paper, first, we propose a new quantum Petri net model for quantum computers. Next, we show some net structural properties of this model. Finally, we discuss redundancy, which arises from properties of some quantum computers, on this model.