Spin Glass Systems as a Lossy Compression
| Project/Area Number |
21K12046
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61040:Soft computing-related
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| Research Institution | Komatsu University |
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Principal Investigator |
村山 立人 公立小松大学, 生産システム科学部, 教授 (80360650)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 朝輝 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (60344040)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | スピングラス / 情報理論 / 統計物理学 / 大偏差理論 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、スピングラスと呼ばれる磁性体の平衡状態が、情報の圧縮過程を定義する方程式系の解として記述できる事実に注目する。そして、このような過程が破ることができない情報理論の普遍的法則に基づいた議論を展開し、数値的に再現するのが難しいスピングラスの協同現象を数式を用いて評価するための解析技術を完成させる。このシナリオは、統計物理学の解析技術を情報理論の諸分野で利用してきた最近の研究動向を、方法論の次元で逆転させたものとしても興味深い。本研究によって、情報理論の普遍的法則を物質科学の研究で利用するための処方箋が確立し、統計物理学の方法と相補的な多体系の解析技術が完成することが期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、スピングラスと呼ばれる磁性体の平衡状態が、情報の圧縮過程を定義する方程式系の解として記述できる事実に注目している。そして、このような過程が破ることができない情報理論の普遍的法則に基づいた議論を展開し、数値的に再現するのが難しいスピングラスの協同現象を数式を用いて評価するための解析技術を完成させることを目的にしている。
補助事業の2年目となる2022年度は、2020年に米国物理学会（APS）の学術誌より出版した論文の内容とその後の進展に関連した成果報告を、日本物理学会2022年秋季大会（東京工業大学）と第25回情報論的学習理論ワークショップ（つくば国際会議場）で実施することができた。特に情報論的学習理論ワークショップでは、論文で提示した数式に含まれるパラメータの妥当性や熱力学的平衡状態を再現できているかの確認など、正式な出版物としてはまだ発表していない事項等について議論することができた。また、本研究課題のアプローチはいわゆる学習物理学のアプローチと近いものがあり、このような視点から論文で用いる用語法の整理などもしていきたい。
今後の研究の展開としては、この論文で用いた通信路モデルを拡張してスピングラスの分析を進めることも、新しい課題として検討している。このような拡張でスピングラスの物性解析としての性能が向上するかどうかは不明だが、情報理論との理論的な整合性を検証するという意味では議論の有効性が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウイルス感染症に関連した国内出張の制限措置が緩和される傾向もあり、2020年に米国物理学会（APS）の学術誌より出版した論文の内容とその後の進展について、国内の学術的会合で発表することができた。具体的には、日本物理学会2022年秋季大会と第25回情報論的学習理論ワークショップ（IBIS2022）に参加して、今後の研究の推進方針等について議論をすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の展開としては、スピングラスの多重臨界点近傍での挙動について、情報理論の定理が有効であることを具体的に示していく。これに加えて、さらに自由度を高めた通信路モデルによるスピングラスの物性解析の方法が提案できないかについても検討をしていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
