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2007 Fiscal Year Annual Research Report

量子計算の幾何学的最適化理論の構築と実装

Research Project

Project/Area Number 17540372
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

谷村 省吾  Kyoto University, 情報学研究科, 准教授 (90273482)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉田 歩  大阪市立大学, 工学研究科, 講師 (90398412)
中原 幹夫  近畿大学, 理工学部, 教授 (90189019)
近藤 康  近畿大学, 理工学部, 准教授 (40330229)
Keywordsデコヒーレンス / バンバン制御 / エンタングルメント / NMR / ENDOR / 緩和現象
Research Abstract

谷村・中原・近藤は,量子計算機の正常な動作の妨げとなるデコヒーレンスの抑制について研究した.2ビット量子系のうちの1ビットを対象系,他の1ビットを環境系として扱い,環境ビットの状態をランダム化することにより,対象ビットにデコヒーレンスを発生させるという,人工環境デコヒーレンスの方法を開発し,NMR実験を行った.これによりデコヒーレンスの機構をよりよく理解することができた.また,人工環境デコヒーレンス系に,さらにバンバン制御と呼ばれる制御法を適用し,デコヒーレンスの抑制に関して,理論的に予測された通りの良好な結果を得た.
杉田は非平衡系の緩和現象について,平均的に傾きを持ったポテンシャル内を動く粒子の挙動をFockker-Planck方程式を用いて調べ,Kramersの崩壊則が定常流を持つ系にも拡張できることを示した.
中原は工位らと協力して電子・核共鳴実験(electron nuclear double resonance,ENDOR)においてエンタングルメント状態を作り,制御することに成功した.また,中原らは,電子と核のスピンが電磁場の揺らぎの影響を受けている系において,バンバン制御の有効性を数値シミュレーションで示した.
近藤は可逆な観測過程だけを用いて量子テレポーテーションを行うスキームを考案し,NMR実験において検証に成功した.
以上の成果は論文として発表した.

  • Research Products

    (25 results)

All 2008 2007

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (12 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 液晶科学者のための群論入門 第3回:相転移と秩序変数2008

    • Author(s)
      谷村 省吾
    • Journal Title

      日本液晶学会誌 12

      Pages: 57-65

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation and suppression of decoherence in artificial environment for qubit system2007

    • Author(s)
      Y. Kondo, M. Nakahara, S. Tanimura, S. Kitajima, C. Uchiyama, F. Shibata
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan 76

      Pages: 074002,1-11

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kramers theory in the relaxation dynamics of a tilted asymmetric periodic potential2007

    • Author(s)
      T. Monnai, A. Sugita, K. Nakamura
    • Journal Title

      Physical Review E 76

      Pages: 031140,1-8

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the basis of quantum statistical mechanics2007

    • Author(s)
      A. Sugita
    • Journal Title

      Nonlinear Phenomena in Complex Systems 10

      Pages: 192-195

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Implementation of molecular spin quantum computing by pulsed ENDOR techniques: direct observation of quantum entanglement and spinor2007

    • Author(s)
      K. Sato, M. Nakahara他
    • Journal Title

      Physica E 40

      Pages: 363-366

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bang-bang control of entanglement in spin-bus-boson model2007

    • Author(s)
      R. Rahimi, A. Saitoh, M. Nakahara
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan 76

      Pages: 114007,1-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum teleportation without irreducible detection: NMR experiment2007

    • Author(s)
      Y. Kondo
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan 76

      Pages: 104004,1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 双対性をめぐる物理学対話-量子と古典,ミクロとマクロ2007

    • Author(s)
      小嶋 泉, 谷村 省吾
    • Journal Title

      数理科学「双対性の世界」 別冊号

      Pages: 34-44

  • [Journal Article] NMR量子計算のためのハミルトニアンと回転座標系の扱い方2007

    • Author(s)
      近藤 康, 谷村 省吾, 中原幹夫
    • Journal Title

      日本物理学会誌 62

      Pages: 365-369

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 液晶科学者のための群論入門 第1回:群とは何か2007

    • Author(s)
      谷村 省吾
    • Journal Title

      日本液晶学会誌 11

      Pages: 288-295

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 液晶科学者のための群論入門 第2回:群の表現2007

    • Author(s)
      谷村 省吾
    • Journal Title

      日本液晶学会誌 11

      Pages: 365-372

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ダブルスリットの干渉と経路識別の非可換性2008

    • Author(s)
      谷村省吾
    • Organizer
      量子論の諸問題と今後の発展
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構
    • Year and Date
      20080300
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 液体状態NMR量子計算機での2重ループ法による幾何学的量子ゲートの実装2008

    • Author(s)
      後藤由人, 太田幸宏, 近藤 康, 中原幹夫
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
  • [Presentation] ホロノミック量子の提案:ダイマー鎖モデル2008

    • Author(s)
      坂東将光, 太田幸宏, 近藤 康, 中原幹夫
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
  • [Presentation] Entanglement measures and generalized Husimi functions2007

    • Author(s)
      A. Sugita
    • Organizer
      9th Japan-Slovenia Seminar on Nonlinear Science
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] NMR量子計算における2重ループ法による幾何学的量子ゲートの実装2007

    • Author(s)
      太田幸宏, 近藤康, 中原幹夫
    • Organizer
      第17回量子情報技術研究会
    • Place of Presentation
      岡山市
    • Year and Date
      20071100
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Holonomic quantum computing and its optimization2007

    • Author(s)
      S. Tanimura
    • Organizer
      Summer School on Mathematical Aspects of Quantum Computing
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      20070800
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 人工的ノイズ下のNMR量子計算実験2007

    • Author(s)
      近藤 康
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-24
  • [Presentation] ダブルスリットにおける干渉縞と経路識別の相補性:代数的アプローチからの再検討2007

    • Author(s)
      小嶋 泉, 谷村 省吾
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] Quantum computing: An overview2007

    • Author(s)
      中原 幹夫
    • Organizer
      Summer School on Mathematical Aspects of Quantum Computing
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2007-08-27
  • [Presentation] Entanglement and generalized Husimi distributions2007

    • Author(s)
      A. Sugita
    • Organizer
      8th Japan-Slovenia Seminar on Nonlinear Science
    • Place of Presentation
      スロベニア共和国,マリボル
    • Year and Date
      2007-07-02
  • [Presentation] Optimal holonomic quantum computation2007

    • Author(s)
      S. Tanimura
    • Organizer
      4th Central European Quantum Information Processing Workshop
    • Place of Presentation
      チェコ共和国ヴァルチツェ
    • Year and Date
      2007-06-26
  • [Presentation] ダブルスリット実験における経路識別と干渉の非両立性2007

    • Author(s)
      谷村 省吾
    • Organizer
      第16回量子情報技術研究会
    • Place of Presentation
      NTT先端技術総合研究所
    • Year and Date
      2007-05-18
  • [Book] Quantum Computing: From Linear Algebra to Physical Realizations2008

    • Author(s)
      M. Nakahara, T. Ohmi
    • Total Pages
      440
    • Publisher
      Taylor & Francis
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Book] Mathematical Aspects of Quantum Computing 20072008

    • Author(s)
      M. Nakahara, R. Rahimi, A. SaiToh
    • Total Pages
      2008
    • Publisher
      World Scientific

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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