【手続補正書】
【提出日】平成29年7月7日(2017.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーからエネルギーを受け、Ｎ１個の光信号を生成するように構成された複数の光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）と、
非決定性多項式（ＮＰ）問題、イジング問題、及び最適化問題のうちの１つである計算問題をシミュレートするために、各々が複数の前記Ｎ１個の光信号の結合振幅及び結合位相を制御する、Ｎ２個の結合デバイスと
を備え、
複数の前記Ｎ１個の光信号の位相を生成するように構成され、複数の前記Ｎ１個の光信号の位相が前記計算問題の解に関する情報を含んでいる、計算機械。
【請求項２】
あらかじめ定義されたパターンでエネルギーを生成するために、前記レーザーを制御するように構成されたコントローラを更に備える、請求項１に記載の計算機械。
【請求項３】
前記Ｎ２個が、前記Ｎ１個の２乗マイナスＮ１の半分の個数に等しい（Ｎ２＝（Ｎ１＾２−Ｎ１）／２）、請求項１又は請求項２に記載の計算機械。
【請求項４】
前記Ｎ２個が、前記Ｎ１個マイナス１個に等しく（Ｎ２＝Ｎ１−１）、複数の前記Ｎ１個の光信号が、１つの共振キャビティ又は１つの光ファイバ内で生成され維持され、前記Ｎ２個の結合デバイスが、複数の前記Ｎ１個の光信号の間隔に等しい長さを有する遅延線を備える、請求項１又は請求項２に記載の計算機械。
【請求項５】
前記Ｎ２個が、１個に等しく（Ｎ２＝１）、複数の前記Ｎ１個の光信号が、１つの共振キャビティ又は１つの光ファイバ内で生成され維持され、前記Ｎ２個（Ｎ２＝１）の結合デバイスが、複数の前記Ｎ１個の光信号の間隔に等しい長さを有する遅延線を備える、請求項１又は請求項２に記載の計算機械。
【請求項６】
前記ＯＰＯが、マイクロ共振器を使用して実装される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の計算機械。
【請求項７】
前記結合デバイスが、電気光学変調器（ＥＯＭ）を含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の計算機械。
【請求項８】
位相基準を提供するように構成され、複数の前記Ｎ１個の光信号のうちの少なくとも１つが、前記位相を生成するために前記位相基準と比較される、請求項１から請求項７のいずれかに記載の計算機械。
【請求項９】
複数の前記Ｎ１個の信号のうちの少なくとも２つが、前記位相を生成するために互いに比較される、請求項１から請求項７のいずれかに記載の計算機械。
【請求項１０】
Ｎ１個のパラメトリック発振器と、
非決定性多項式（ＮＰ）問題、イジング問題、及び最適化問題のうちの１つである計算問題をシミュレートするために、各々が複数の前記Ｎ１個のパラメトリック発振器の結合振幅及び結合位相を制御する、Ｎ２個の結合デバイスと
を備え、
複数の前記Ｎ１個のパラメトリック発振器の位相を生成するように構成され、複数の前記Ｎ１個のパラメトリック発振器の位相が前記計算問題の解に関する情報を含んでいる、計算機械。
【請求項１１】
前記パラメトリック発振器が光パラメトリック発振器である、請求項１０に記載の計算機械。
【請求項１２】
前記光パラメトリック発振器が、連続波縮退光パラメトリック発振器及びパルス縮退光パラメトリック発振器から選択される、請求項１１に記載の計算機械。
【請求項１３】
前記パラメトリック発振器が、１つの光キャビティ又は１つの光ファイバ内で時間多重化される、請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の計算機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
計算機械は、Ｎ１個の縮退ＯＰＯと、ＯＰＯ間の光の場を結合するために使用されるＮ２個の構成可能結合とを含む。構成可能結合は、オフになるように構成されるか、又はオンになるように構成される場合がある。結合をオン及びオフにすることは、徐々に、又は突然に実行される場合がある。オンになるように構成されると、構成はイジング問題の結合行列（Ｊ）に応じて任意の位相又は振幅を実現することができる。イジング問題向けに構成された計算機械は、Ｎ１個の縮退ＯＰＯを使用し、ある特定の状態でオンになるようにＮ２個の結合を構成する。イジング問題のうちのいくつかの場合、Ｎ２個の結合の各々は、同じ状態になるように構成される。他の問題の場合、結合は様々な状態になるように構成される場合がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図２は、Ｎ＝３のイジング問題を解くために構成された縮退ＯＰＯネットワークの形態の計算機械２００の一例を示す。この例では、ＯＰＯネットワークはトリプレットＯＰＯ２０５を使用して実装され、そこでは、トリプレットＯＰＯの共振キャビティが、ポンプ光源からのパルスの周期の３倍に等しいラウンドトリップ時間を有するように構成される。この例では、ポンプ光源はレーザー２１０及びクロック２１５として示される。本明細書で使用されるラウンドトリップ時間は、記載された再帰的経路の１回の通過に沿って光が伝搬する時間を示す。したがって、図２のトリプレットＯＰＯについてのラウンドトリップ時間は、光が反射器Ｍ１にあるトリプレットＯＰＯへの入口から反射器Ｍ２、Ｍ３、及びＭ４を通って、反射器Ｍ１に戻って伝搬する時間を示す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図４は、サイトの数Ｎについての解を決定するための計算機械４００の一例を示す。ＯＰＯの位相状態を測定するために、等しくないアームのＭｉｃｈｅｌｓｏｎ干渉計が図示されたように使用され得る。各ＯＰＯパルスは次のパルスと干渉され、したがって、連続するＯＰＯの相対位相状態が測定される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
縮退ＯＰＯのすべてについて直交成分が０であると仮定する。縮退ＯＰＯが互いに弱く結合されるにすぎないとき、式（１２）、（１３）を満たす同相成分ｃｊは、摂動理論に従って式（２３）に示された形式的展開内で表現され得る。
【数２３】
2016528611.tif 000001
ここで、ε＝ｍａｘ１≦ｊ、ｌ≦Ｎ｜ξｊｌ｜である。（２２）内の各項ｃｊ（ｎ），ｎ≧０は、上記の展開を式（１２）、（１３）に代入し、εｎ項の係数を０に設定することによって取得され得る。０次項ｃｊ（０）＝±√（ｐ−１）は、相互結合がないときに閾値の上にあるｊ番目の縮退ＯＰＯの信号振幅である。ｃｊについての上記の展開の妥当性は、相互結合項が信号場の位相を変更するのに十分弱く、その結果、σｊ＝ｓｇｎ（ｃｊ（０））が、ｊ番目の縮退ＯＰＯが表すイジングスピン値であることを示す。次いで、全体的な光子減衰率は、（２４）に示される通りである。
【数２４】
2016528611.tif 000002
縮退ＯＰＯのうちの任意の２つの間に同じ強度の結合が存在する場合の上限が評価される。したがって、最小のΓを有するネットワークの位相構成は、十分に弱い相互結合用のイジングハミルトニアンの基底状態に対応する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
図８Ｂは、同じ数のスピンを有する例証にわたって、ｐ＝１．１及びξ＝−０．１のときのスピンの数の関数として、イジングハミルトニアンの基底状態を見つける最大成功確率、最小成功確率、及び平均成功確率を示す。平均及び最悪の成功確率は、Ｎ＝２０において、それぞれ、６０％及び１０％を超える。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
図１８Ａ〜図１８Ｃは、結合の様々な組合せについて、低速検出器を使用して取得された結果を提示する。図１８Ａ〜図１８Ｃは、他の遅延線がブロックされている間に、１つの遅延線の位相を走査することによって取得される。遅延１及び遅延３は、隣接するＯＰＯを異なる方向に結合する（図１１Ａ参照）ので、同様の効果を有する。図１８Ａ及び図１８Ｃに示されたように、これらの遅延による同相結合は、すべてのＯＰＯについて同じ位相状態をもたらし、その結果、高強度の干渉計出力（Ｉｍ）をもたらし、異相結合は異なる位相状態をもたらし、その結果、低強度の干渉計出力（０）をもたらす。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016528611.tif 000003