2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K06151
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 量子メモリ / 量子状態転送・変換 / システム制御理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、次の３つの課題の遂行を目的とする。(A)これまでに得られている 1 入力 1 出力(SISO)線形量子系における量子状態変換法について、種々の拡張(A-1:多入力多出力系(MIMO)、A-2:無限次元系、A-3:入力状態、A-4:非線形系)を行う。(B)システムに不確かさがある場合、または入力パルス関数の整形に物理的制限がある場合でも、ロバストな状態変換を達成するパルスの設計法を開発する。(C)対象系が完全な状態変換のための条件を満たさない場合に、それを補償するフィードバック制御器の設計論を構築する。1年目の2015年度は、(A-1), (A-3), (A-4), (B)について次の成果を得た。(A-1)多入力多出力系への状態転送は、物質間エンタングル生成(量子通信に不可欠)などにおいて非常に重要である。SISOでは、この問題は取り扱えない。今回、完全状態転送の鍵となる「ゼロ点」のMIMO版である「伝達ゼロ」の役割を明らかにし、MIMOの場合の完全状態転送の条件とその具体的プロトコルを明らかにした。成果はIEEEの国際会議論文として投稿中である。(A-3)いわゆるシュレディンガーの猫状態の完全転送条件が明らかになった。しかし、それを実現可能な物理実装法に難があり、引き続き解析を進める必要がある。(A-4)qubit結合系は典型的かつ重要な非線形量子系であるが、これが２個結合した系について、完全状態転送の条件とその具体的プロトコルを明らかにした。成果はIEEEの国際会議論文として投稿中である。(B) 一般に、完全状態転送を実現する入力波形は複雑なものとなる。この問題に対して、補助制御入力を利用することで複雑な波形の簡単化が可能であることを示した。とくに、補助制御入力は最適制御問題として定式化し求めている。成果は物理系国際ジャーナル誌に投稿中である。
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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
「研究実績の概要」で記載した通り、研究はほぼ予定通りに進展している。具体的には、課題(A-1), (A-3), (A-4), (B)について成果が得られている。とくに、(A-1), (A-4), (B)については国際ジャーナル誌にて掲載できる内容がそろっている。(実際、(B)については国際ジャーナル誌に投稿中である。)
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| Strategy for Future Research Activity |
他の課題に順次取り組むとともに、上述した２件(A-1, A-4)の成果を国際ジャーナル誌へ投稿する。内容はほぼそろっている。他の課題としては、まず(A-2)に取りかかる。同時に、現状(A-3)で発生している問題(物理的実現法の考案)について、引き続き解決を図る。
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| Causes of Carryover |
2016年３月中にオーストラリアに出張予定であったが、2015年度11月-12月に先方が来日・滞在した際に研究が予定通り進んだため、出張を行う必要がなくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2016年度中の国際会議出張として当初は２件を予定していたが、これを３件とし、その出張費用に充てる。
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