ポール・ベニオフ

ポール・ベニオフ
ポール・ベニオフ
生まれる	ポール・アンソニー・ベニオフ; 1930年5月1日; パサデナ、カリフォルニア州、米国
死亡	2022年3月29日（享年91歳）; ダウナーズグローブ、イリノイ州、米国
教育	カリフォルニア大学バークレー校
母校	ワイツマン研究所; カリフォルニア大学バークレー校; アルゴンヌ国立研究所 ; ニールス・ボーア研究所 ; CNRS ; テルアビブ大学
知られている	量子コンピューティング; 量子チューリングマシン; 核化学; 原子核物理学;
	科学者としてのキャリア
フィールド	理論物理学; 量子情報科学 ;

ポール・アンソニー・ベニオフ^[1] （1930年5月1日 - 2022年3月29日）は、量子コンピューティング分野の開拓に貢献したアメリカの物理学者。ベニオフは、 1970年代から80年代にかけての量子情報理論の研究で最もよく知られており、コンピューターの最初の量子力学モデルを記述することで、量子コンピューターの理論的可能性を実証した。この研究で、ベニオフは、チューリングマシンのシュレーディンガー方程式記述を記述することにより、コンピューターが量子力学の法則に従って動作できることを示した。ベニオフの量子情報理論における主な研究は、量子コンピューター、量子ロボット、および論理、数学、物理学の基礎間の関係を網羅していた。

幼少期と教育

ベニオフは1930年5月1日、カリフォルニア州パサデナで生まれた。^[2] 父ヒューゴ・ベニオフはカリフォルニア工科大学の地震学教授であり、母アリス・ポーリン・シルバーマンはカリフォルニア大学バークレー校で英語学の修士号を取得している。

ベニオフはバークレー大学にも通い、1951年に植物学の学士号を取得しました。トレーサーラボで2年間核化学の仕事をした後、バークレーに戻り、1959年に核化学の博士号を取得しました。

キャリアとその後の人生

1960年、ベニオフ氏はイスラエルのワイツマン科学研究所で博士研究員として1年間過ごした。その後、フォードフェローとしてコペンハーゲンのニールス・ボーア研究所で6か月間過ごした。1961年、彼はアルゴンヌ国立研究所で長いキャリアを開始し、最初は化学部門で、後に1978年に研究所の環境影響部門で働いた。ベニオフ氏は1995年に退職するまでアルゴンヌに留まり、2022年に亡くなるまで物理学部門の退職後名誉科学者として研究所で研究を続け、62年間連れ添った妻ハンナ（旧姓ハンネローレ・レシュナー）と3人の子供たちが残された。シカゴトリビューン、2022年4月3日。

さらに、ベニオフは1979年にテルアビブ大学の客員教授として量子力学の基礎を教え、1979年と1982年にはCNRSマルセイユの客員科学者として働きました。

研究

量子コンピューティング

1970年代、ベニオフは量子コンピューティングの理論的実現可能性を研究し始めた。彼の初期の研究は、 1980年に発表されたチューリングマシンの量子力学的モデルを説明した論文^{[3]で最高潮に達した。この研究は、物理学者}チャールズ・H・ベネットが1973年に発表した可逆チューリングマシンの古典的な記述に基づいていた。^[4]

ベニオフの量子コンピュータモデルは可逆的で、エネルギーを散逸させなかった。^[5] 当時、量子コンピューティングの可逆モデルの作成は不可能であると主張する論文がいくつかあった。ベニオフの論文は、可逆的な量子コンピューティングが理論的に可能であることを示した最初の論文であり、それはひいては量子コンピューティング全般の可能性を示した。この研究は、その後の他の数人の著者（デイビッド・ドイチュ、リチャード・ファインマン、ピーター・ショアを含む）による研究とともに、量子コンピューティングの分野を開始した。

1982年に発表された論文^[6]で、ベニオフは量子力学チューリングマシンの独自のモデルをさらに発展させました。この研究により、量子コンピュータは確固たる理論的基礎の上に築かれました。その後、リチャード・ファインマンは汎用量子シミュレータを作成しました。^[7]ベニオフとファインマンの研究を基に、ドイチュは量子力学を使用すると古典的なコンピュータよりも速く計算問題を解くことができると提案し、1994年にショアは古典的なコンピュータよりも指数関数的に高速化すると考えられる因数分解アルゴリズムを説明しました。^[8]

ベニオフ氏と同分野の同僚が量子コンピューターに関する論文をさらにいくつか発表した後、このアイデアは産業界、銀行、政府機関の間で注目を集め始めました。この分野は現在、サイバーセキュリティ、暗号化、量子システムモデリングなどに応用できる可能性のある、急成長中の研究分野です。

さらなる研究

アルゴンヌでの勤務中、ベニオフ氏は数学、物理学、化学など多くの分野で研究を行った。化学部門に在籍中は、核反応理論や物理学と数学の基礎関係について研究を行った。

1978 年にアルゴンヌ国立研究所の環境影響部門に加わった後、ベニオフは量子コンピューティングと基礎的問題に関する研究を続けました。これには、量子ロボットの説明、さまざまな種類の数の量子力学モデル、およびその他のトピックが含まれます。その後、彼は数値スケーリングと局所数学が物理学と幾何学に与える影響を研究しました。名誉教授として、彼はこれらのトピックとその他の基礎的トピックの研究を続けました。

受賞と表彰

2000年、ベニオフ氏は国際量子通信・計算・計測機構の量子通信賞と日本の玉川大学から量子コンピューティング・通信賞を受賞した。 2001年にはアメリカ物理学会のフェローとなった。 ^[9]翌年、アルゴンヌ国立研究所での優れた業績に対してシカゴ大学特別賞を受賞した。2016年、アルゴンヌは彼の量子コンピューティング研究を称える会議を開催した。

厳選された科学論文

「宇宙線生成率と大気からのベリリウム7の平均除去時間」、Physical Review、第104巻、1956年、1122-1130ページ。
「量子統計力学における情報理論」、Physics Letters、第14巻、196-197頁。
「数理論理学と物理学の関係のいくつかの側面。I」、Journal of Mathematical Physics、第11巻、1970年、2553〜2569ページ。
「数理論理学と物理学の関係のいくつかの側面。II」、Journal of Mathematical Physics、第12巻、1971年、360〜376ページ。
「量子力学における演算子値の測度：有限プロセスと無限プロセス」、 Journal of Mathematical Physics、第13巻、1972年、231〜242ページ。
「量子力学における決定手順」、Journal of Mathematical Physics、第13巻、1972年、908-915頁。
「フォン・ノイマンの射影公理を使用しない量子力学の手順」、Journal of Mathematical Physics、第13巻、1972年、1347-1355ページ。
「量子力学の強化された解釈規則のいくつかの結果」、Journal of Mathematical Physics、第15巻、1974年、552-559ページ。
「物理学の数学の担い手としてのツェルメロ・フランケル集合論のモデル。I」、Journal of Mathematical Physics、第17巻、1976年、618～628頁。
「物理学の数学の担い手としてのツェルメロ・フランケル集合論のモデル。II」『Journal of Mathematical Physics』、第17巻、1976年、629～640頁。
「量子力学における有限および無限の測定シーケンスとランダム性：エヴェレットの解釈」、Journal of Mathematical Physics、第18巻、1977年、2289〜2295ページ。
「物理システムとしてのコンピュータ：チューリングマシンによって表現されるコンピュータの微視的量子力学的ハミルトンモデル」、Journal of Statistical Physics、第22巻、1980年、563～591ページ。
「チューリングマシンの量子力学的ハミルトンモデル」、Journal of Statistical Physics、第29巻、1982年、515〜546ページ。
「エネルギーを消費しないチューリングマシンの量子力学的モデル」、Phys. Rev. Lett.、第48巻、1982年、1581～1585ページ。
「自身の履歴を消去する離散プロセスの量子力学的ハミルトンモデル：チューリングマシンへの応用、Int. J」Theor. Phys.、第21巻、1982年、177-201頁。^[10]
「『計算における散逸』に関するコメント」、Physical Review Letters、第53巻、1984年、1203ページ。
「コンピュータの量子力学的ハミルトニアンモデル」、Annals New York Academy of Sciences、第480巻、1986年、475〜486ページ。
「量子力学における量子弾道進化：量子コンピュータへの応用」、Phys. Rev. A、Vol. 54、1996年、pp. 1106–1123、Arxiv。
「タイトバインディングハミルトニアンと量子チューリングマシン」、Phys. Rev. Lett.、Vol. 78、1997年、pp. 590–593。
「計数量子チューリングマシンのためのタイトバインディングハミルトニアンの透過とスペクトル的側面」、Physical Review B、第55巻、1997年、9482-9493ページ。
「量子チューリングマシンのモデル」、Fortschritte der Physik、Vol. 46、1998、423–441 ページ、Arxiv。
「量子ロボットと環境」、Phys. Rev. A、Vol. 58、1998年、pp. 893–904、Arxiv。
「量子ロボットと量子コンピュータ」、AJG Hey (Hrsg.)、『Feynman and Computation』、Perseus Books 1999、pp. 155–176、Arxiv。
「量子力学における真実性、妥当性、一貫性、完全性の定義の簡単な例」、Physical Review A、第59巻、1999年、4223～4252ページ。
「量子力学における自然数の表現」、Phys. Rev. A、Vol. 63、2001、032305、Arxiv。
「効率的な実装と数値の積状態表現」、Phys. Rev. A、Vol. 64、2001、pp. 052310、Arxiv。
「言語は物理的である」、 Quantum Information Proceedings、第1巻、2002年、495～509ページ。
「量子力学における数学的論理概念の使用：例」、Journal of Physics A：Mathematical and General、第35巻、2002年、5843〜5857ページ。
「物理学と数学の一貫した理論に向けて」、Found. Phys.、第32巻、2002年、pp. 989–1029、Arxiv。
「量子力学における数値の表現」、Algorithmica、第34巻、2002年、529～559頁、Arxiv。
「物理学と数学の一貫した理論に向けて：理論と実験のつながり」、Foundations of Physics、第35巻、2005年、pp. 1825–1856、Arxiv。
「量子力学における複素有理数の表現」、Phys. Rev. A、Vol. 72、2005年、pp. 032314、Arxiv。
「量子ビットストリングの状態としての有理数の異なる表現に基づく量子参照フレームのフィールド。」メリーランド大学第3回ファインマンフェスティバルの議事録に提出、2006年、Journal of Physics : Conference Series 70 (2007) 012003。
「量子理論における実数と複素数の表現」、International Journal of Pure and Applied Mathematics、第39巻、2007年、297-339ページ。
「実数と複素数の量子論的表現に基づく参照フレームフィールド」、Advances in Quantum Computation、第 482 巻、2009 年、125 ～ 163 ページ。
「数学の局所的可用性と数体系の空間時間依存スケーリング係数の量子物理学への影響。」第2章、量子理論の進歩、II Cotaescu（編）、Intechオープンアクセス出版社、2012年。
「ボソン場による数値スケーリングを含むゲージ理論の拡張：物理学と幾何学のいくつかの側面への影響。」ボソン研究の最近の発展の章、Ignace Tremblay（編）、Nova Press、2013年。
「ゲージ理論と幾何学における数値スケーリングのファイバーバンドル記述」、量子研究：数学と基礎、第2巻、2015年、pp.289-313。
「スカラースケーリング場の量子力学への影響」、量子情報処理、第15巻（7）、2016年、3005〜3034頁。
「遠隔情報無原理と局所数学：物理学と幾何学への影響」、理論情報研究に提出。

参考文献

^ 生年月日と経歴情報は、American Men and Women of Science、Thomson Gale 2004より
^ 生年月日と経歴情報は、American Men and Women of Science、Thomson Gale 2004より
^ 「物理システムとしてのコンピュータ：チューリングマシンによって表現されるコンピュータの微視的量子力学的ハミルトンモデル」、ポール・ベニオフ、Journal of Statistical Physics、22、563、1980年。
^ 「計算の論理的可逆性」、CH Bennett、IBM Journal of Research and Development、Vol. 17、525、(1973)。
^ 「エネルギーを消費しないチューリングマシンの量子力学的モデル」、ポール・ベニオフ、Physical Review Letters、48、1581 (1982)。
^ 「チューリングマシンの量子力学的ハミルトニアンモデル」、ポール・ベニオフ、Journal of Statistical Physics、第29巻、515-546ページ、1982年。
^ ファインマン、リチャード(1982)。「コンピュータによる物理学のシミュレーション」。国際理論物理学ジャーナル。21 ( 6–7): 467–488。Bibcode : 1982IJTP ...21..467F。CiteSeerX 10.1.1.45.9310。doi : 10.1007/BF02650179。S2CID 124545445 。
^ Shor, PW (1994). 「量子計算アルゴリズム: 離散対数と因数分解」。第35 回コンピュータサイエンスの基礎に関する年次シンポジウムの議事録。IEEE Comput. Soc. Press。pp. 124–134。doi : 10.1109 /sfcs.1994.365700。ISBN 0818665807. S2CID 15291489。
^ 「APSフェローアーカイブ」APS 。 2020年9月17日閲覧。
^ 1981年のMIT量子コンピューティングに関する会議への寄稿

外部リンク

ホームページ

[1] 生年月日と経歴情報は、American Men and Women of Science、Thomson Gale 2004より

[2] 生年月日と経歴情報は、American Men and Women of Science、Thomson Gale 2004より

[3] 「物理システムとしてのコンピュータ：チューリングマシンによって表現されるコンピュータの微視的量子力学的ハミルトンモデル」、ポール・ベニオフ、Journal of Statistical Physics、22、563、1980年。

[4] 「計算の論理的可逆性」、CH Bennett、IBM Journal of Research and Development、Vol. 17、525、(1973)。

[5] 「エネルギーを消費しないチューリングマシンの量子力学的モデル」、ポール・ベニオフ、Physical Review Letters、48、1581 (1982)。

[6] 「チューリングマシンの量子力学的ハミルトニアンモデル」、ポール・ベニオフ、Journal of Statistical Physics、第29巻、515-546ページ、1982年。

[7] ファインマン、リチャード(1982)。「コンピュータによる物理学のシミュレーション」。国際理論物理学ジャーナル。21 ( 6–7): 467–488。Bibcode : 1982IJTP ...21..467F。CiteSeerX 10.1.1.45.9310。doi : 10.1007/BF02650179。S2CID 124545445 。

[8] Shor, PW (1994). 「量子計算アルゴリズム: 離散対数と因数分解」。第35 回コンピュータサイエンスの基礎に関する年次シンポジウムの議事録。IEEE Comput. Soc. Press。pp. 124–134。doi : 10.1109 /sfcs.1994.365700。ISBN 0818665807. S2CID 15291489。

[9] 「APSフェローアーカイブ」APS 。 2020年9月17日閲覧。

[10] 1981年のMIT量子コンピューティングに関する会議への寄稿

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