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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Random Matrix Theory and applications to Quantum Information Theory

Research Project

Project/Area Number 17H04823
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

COLLINS Benoit  京都大学, 理学研究科, 准教授 (20721418)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywordsランダム行列 / 自由確率論
Outline of Annual Research Achievements

まず第一に, 研究代表者はCharles Bordenaveとともにランダムテンソルの解析とそれらの強漸近的自由性の問題について非常に大きな進展を遂げた.
研究代表者らはユニタリランダム行列のテンソルに対して強漸近的自由性を証明することができる見通しが立った. 現在, その結果をまとめ,論文を執筆している.
また, Luca Lionniとテンソル積構造に対する自由確率論について研究を大きく進めた. 具体的には,通常の自由確率論でランダム行列のサイズ極限におけるスペクトル分布を研究する道具立てでキーであるR変換と呼ばれるものについて,ランダムテンソルのR変換を求める方法を見出した. これにより, 量子情報理論や量子物理学のlocal unitariesの理論に自由確率論を用いて研究する道具立てができたこととなり, それらの問題への応用が期待できる.
他方, Michael MageeとDoron Purerらと、自由群の自己同型群について自由確率論を用いて調べ,プレプリントをほぼ完成させた. 研究代表者はこの研究をさらに発展させるため, Michael Mageeとsurface wordsの漸近的自由性を証明するという長期プロジェクトを開始した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2018年度には多くの研究を進めることができ, 研究は順調に進んでいると言えるだろう. いくつかのプレプリントの準備は,
研究代表者ら様々な制約(大学の管理運営業務, 特に博士課程の学生の指導, 学位申請)により少し遅れている.

Strategy for Future Research Activity

2019年度はまず, 完成間近のいくつかのプレプリントを完成させる. 具体的には, ランダム行列理論と自由確率論に関する, Camille MaleとPierre Yves Gaudreau Lamarreとの共同研究、Charles Bordenaveとの共同研究, Michael MageeとDoron Puderとの共同研究である. これらのプレプリントを執筆しつつ, Sushma KumariとVladimir Pestovらと共同研究であるランダム行列と機械学習のプロジェクトを完成させ、Mathieu Fevre、福田素久, 佐久間紀佳らとともに, 漸近的ランダムテンソルに関する研究プロジェクトを進めていく予定である. またCharles Bordenaveとのランダム置換やテンソル積に関わる強漸近的自由性に関する長期的な研究プロジェクトを継続する.

  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The PPT square conjecture holds generically for some classes of independent states2018

    • Author(s)
      Collins Benoit、Yin Zhi、Zhong Ping
    • Journal Title

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      Volume: 51 Pages: 425301~425301

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aadd52

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On a family of linear maps fromMn(C)toMn2(C)2018

    • Author(s)
      Collins Benoit、Osaka Hiroyuki、Sapra Gunjan
    • Journal Title

      Linear Algebra and its Applications

      Volume: 555 Pages: 398~411

    • DOI

      10.1016/j.laa.2018.06.011

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Free probability for purely discrete eigenvalues of random matrices2018

    • Author(s)
      COLLINS Benoit、HASEBE Takahiro、SAKUMA Noriyoshi
    • Journal Title

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      Volume: 70 Pages: 1111~1150

    • DOI

      10.2969/jmsj/77147714

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Semiclassical asymptotics of $$\mathbf {GL}_N({\mathbb {C}})$$GLN(C) tensor products and quantum random matrices2018

    • Author(s)
      Collins Benoit、Novak Jonathan、?niady Piotr
    • Journal Title

      Selecta Mathematica

      Volume: 24 Pages: 2571~2623

    • DOI

      10.1007/s00029-017-0387-6

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dual bases in Temperley?Lieb algebras, quantum groups, and a question of Jones2018

    • Author(s)
      Brannan Michael、Collins Beno?t
    • Journal Title

      Quantum Topology

      Volume: 9 Pages: 715~748

    • DOI

      10.4171/QT/118

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Non commutative probability and the Connes embedding problem2019

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      University of Oslo
    • Invited
  • [Presentation] The PPT2 square conjecture holds generically2019

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      Chula University Bangkok
    • Invited
  • [Presentation] strong freeness for random tensors2019

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      UC Berkeley
    • Invited
  • [Presentation] Strong convergence for random permutations2018

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      HKUST (Hong Kong)
    • Invited
  • [Presentation] Strong convergence for random permutations2018

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      UCLA (IPAM)
    • Invited
  • [Presentation] Random permutations and quantum information theory2018

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      Oberwolfach
    • Invited
  • [Presentation] Strong convergence for random permutations2018

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      Ottawa
    • Invited
  • [Presentation] The PPT2 square conjecture holds generically2018

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      Nagoya
    • Invited
  • [Presentation] Random permutations and quantum information theory2018

    • Author(s)
      Benoit Collins
    • Organizer
      Okinawa (OIST)
    • Invited
  • [Remarks] Benoit Collins' website

    • URL

      https://www.math.kyoto-u.ac.jp/~collins/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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