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制限付き仮説検定による緩和と計算の統一的理解

Research Project

Project/Area Number 18J01577
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

田島 裕康  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsコヒーレンス / 量子情報理論
Outline of Annual Research Achievements

最近、このリソース理論において、Resource theory of asymmetry(以下RToAと略)と呼ばれる新たな流れが生まれつつある。この理論では、「Symmetric operation (=保存則を守る操作)」と「リソース状態」を組み合わせて「Asymmetric operation(=保存則を破る操作)」を実装しようとする際に、どのような操作が実行できるか、それを実装するにはどのようなリソースがどの程度必要か、ということを問題にしている。

本年度の前半に、このRToAの領域で興味深いトレードオフ不等式を発見した。与えられた不等式は、保存則のもとでユニタリーダイナミクスを実装しようとしたとき、誤差を小さくしようとすればするほど、要求されるコヒーレンス量が誤差に反比例して大きくなることを示している。この結果は物理学の有力誌であるPhys. Rev. Lett.誌に掲載された他、日経新聞をはじめとしたいくつかの新聞にも記事が載るなど一般にも反響があった。

年度の後半に、上記結果をさらに発展させて、保存則の制限の下でユニタリ実装のために必要なコヒーレンス量を、漸近等式の形で求めた。この結果ではユニタリー実装に必要なコヒーレンス量が、実装誤差と、実装されるユニタリーがどの程度保存量を変化させるかの二つだけで記述される。この不等式は、量子力学の基本概念であるコヒーレンスと、物理学の基本概念である保存則の間に、ある普遍的な関係があることを強力に示唆している。またこの結果は量子情報分野、特にresource theory of asymmetryの分野の重要な未解決問題を、漸近等式の形で解決した結果になっている。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Uncertainty Relations in Implementation of Unitary Operations2018

    • Author(s)
      Hiroyasu Tajima, Naoto Shiraishi, and Keiji Saito
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 121 Issue: 11 Pages: 110403-110403

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.110403

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Asymmetric unitary operationの実装に要するコヒーレンスの最小十分量:コヒーレンス量とエラーの間の普遍的トレードオフ2019

    • Author(s)
      田島裕康
    • Organizer
      日本物理学会 第七十四回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Uncertainty relations in implementation of unitary controls2018

    • Author(s)
      Tajima Hiroyasu
    • Organizer
      APCTP-KIAS Workshop on "Motors and Engines"
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Uncertainty relations in implementation of unitary operation2018

    • Author(s)
      Tajima Hiroyasu
    • Organizer
      18th Asian Quantum Information Science Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大偏差状態の熱力学法則2018

    • Author(s)
      田島裕康
    • Organizer
      物性研短期研究会 量子情報・物性の新潮流
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 量子操作の原理的限界を与えるトレードオフ関係を導出 ---量子操作の不確定性関係---

    • URL

      https://www.uec.ac.jp/about/publicity/media_release/pdf/20180914_1256.pdf

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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