2019 Fiscal Year Research-status Report
量子情報量による不確かさの特徴づけと量子系におけるロバスト制御理論の構築
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19K03619
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大木 健太郎 京都大学, 情報学研究科, 助教 (40639233)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子ビット制御 / 量子スムージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年は，量子計算のための誤り訂正をフィードバック制御として捉え直し，忠実度と呼ばれる量を最小にするフィードバック制御を作成した．古典・量子ともに計算過程は物理素子を用いるが，熱揺らぎや量子揺らぎによって計算誤差の発生はゼロにはできない．１つのビットを見るだけでは計算誤差が生じたかどうか分からないため，複数のビットで１つの論理ビットを作成し，その論理ビットを適切に測定して誤差を修正すればよい．しかし，量子系の場合は測定することで量子ビットが古典化してしまうという問題があるため，論理ビットの全てを測定しては意味が出なく，測定するための補助ビットと呼ばれるビットを用意する必要がある．また，量子系は常に雑音にさらされるため，誤り検出をするだけでなく，本研究では，誤り検出がすでに行われた場合に，補助ビットを用いて量子ビットを制御する問題を扱い，国際学会発表を行った．この結果，補助ビットと量子ビットの間の相互作用が正確に分かっていなければ，誤り検出ができたとしても誤り訂正が適切に行えないことがわかった．この結果を基に，不確かさの特徴付けに関する研究を進める．
また，過去の量子状態のロバスト推定に関する研究も行い，有限次元の量子状態に対する再帰的な状態推定手法を提案し国内学会で発表した．これは誤り検出にも用いることのできる手法であり，同内容は国際学会にも投稿中である．
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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
量子情報処理でも重要な技術である誤り訂正に対して，本来の目的のための不確かさの特徴付けやその制御のための基礎付けを行えたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
量子情報理論の枠組みで不確かさを特徴付けと，ロバスト制御手法の開発に取り組む．
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