| Project/Area Number |
17740249
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
北島 佐知子 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 研究員 (70334571)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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| Keywords | ディコヒーレンス / 緩和現象 / エンタングルメント / ディコヒーレンスの抑制 / 量子デンスコーディング / コヒーレンスの回復 / 通信路容量 / エントロピー |
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| Research Abstract |
厳密に解ける量子模型であるボソン検出器(BD)模型、Coleman-Hepp模型を量子情報系に適用し、そのコヒーレンス消失と回復のダイナミクスを論じた。CH模型では、注目系である入射粒子スピン系が、検出装置系とよばれるN個のスピン列からなる環境から影響をうけることによってコヒーレンスが消失する過程を厳密に扱った。このとき、相互作用の強さを表すパラメーター、環境系であるスピン列の初期状態について、ある条件下ではコヒーレンスは保たれたまま、すなわち、入射粒子スピン系は自由な運動を行うことを示した。そして、この条件を満たさない場合には相互作用によって時間発展とともにコヒーレンスが減少するため、その影響を抑制するために、外部パルス印加の方法論を導入した。パルス法によるディコヒーレンス抑制のメカニズムの詳細を明らかにした後、この方法を適切に利用することによって注目系と環境の相互作用が打ち消される過程を論じた。
さらに、BD模型、CH模型ともに、2つのスピンによるもつれあい状態の一方を入射粒子スピン系とみなして同様な議論を行い、スピン変数の期待値の時間発展、注目系の初期状態をもとにフィデリティの時間発展を求め、外部パルス法が効率よく相互作用効果を抑えることが示した。そして、環境との相互作用および外部パルス法がエンタングルメントに及ぼす影響を調べるため、コンカレンスやEntanglement of Fomationの定式化を行い、コヒーレンスの減少とともにエンタングルメントが弱まり、また、外部パルス法によってその抑制が行われることを示した。これらの模型を量子デンスコーディング過程と量子テレポーテーション過程のダイナミクスを扱うように拡張し、古典情報伝送や量子状態伝送の効率に与える影響を忠実度によって評価した。
これらの研究成果については、日本物理学会において口頭発表が行われ、また、査読付論文として発表、および発表予定である。
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