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2010 Fiscal Year Annual Research Report

多端子量子通信ネットワークの理論的解析

Research Project

Project/Area Number 20686026
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

林 正人  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (40342836)

Keywords量子もつれ状態 / 多コピー変換可能性 / 確率LOCC変換可能性 / 確定的LOCC変換可能性 / 多端子系
Research Abstract

多端子糸の量子もつれ状態を純粋状態の場合に変換可能性の観点から特徴つけることに成功した.本研究では3種類の変換可能性に注目し,これらの変換可能性の間の関係を明らかにした.
具体的には,多コピー変換可能性,確率的LOCC変換可能性,確定的LOCC変換可能性の3つの変換可能性について扱った.これらの変換可能性には強弱があり,多コピー変換可能性が弱く,その次に確率LOCC変換可能性が弱い.すなわち,多コピー変換可能である場合は,確率的LOCC変換及び,確定的LOCC変換が可能である.特に最も弱い変換可能性である多コピー変換可能性については,端子間の量子もつれを表すグラフを用いて分類可能であることを示した.また,確率LOCC変換可能性とテンソルラングとの関係を明らかにした.具体的には,テンソルランクと局所ランクから確率LOCC変換可能性が完全に決まる場合と,テンソルランクと局所ランクだけから確率LOCC変換可能性が完全に決まらない例があることを明らかにした.例えば,テンソルランクと全ての局所ランクが等しい場合,すべての状態は互いに,確率LOCC変換可能である.しかし,1つの系の除くすべての系で局所ランクがテンソルランクに等しく,その1つの系での局所ランクがテンソルランクよりも1つ小さい場合は異なる.この場合,その系の局所ランクの数の確率LOCC変換可能で移りあわない部分集合に分かれる.また,3体系の場合には,これ以外の場合にも,与えられたテンソルランクと局所ランクの下で,複数の確率LOCC変換可能な軌道に分かれることを示した.さらに,テンソルランクと全ての局所ランクが等しい場合であっても,全ての状態は確定的LOCC変換可能とは限らないことも示した.

  • Research Products

    (34 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (24 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Multi-copy and stochastic transformation of multipartite pure states2011

    • Author(s)
      Lin Chen, Masahito Hayashi
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: Vol.83 Pages: 022331

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] General theory for integer-type algorithm for higher order differential equations2011

    • Author(s)
      Fuminori Sakaguchi, Masahito Hayashi
    • Journal Title

      Numerical Functional Analysis and Optimization

      Volume: 32 Pages: 541-582

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exponential decreasing rate of leaked information in universal random privacy amplification2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Information Theory

      Volume: 57 Pages: 3989-4001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison between the Cramer-Rao and the mini-max approaches in quantum channel estimation2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi
    • Journal Title

      Communications in Mathematical Physics

      Volume: 304 Pages: 689-709

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase estimation with photon number constraint," Progress of Informatics2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi
    • Journal Title

      Progress of Informatics

      Volume: 8 Pages: 81-87

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discrimination of the change point in a quantum setting2011

    • Author(s)
      Daiki Akimoto, Masahito Hayashi
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 83 Pages: 052328

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Weaker entanglement between two parties guarantees stronger entanglement with a third party2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi, Lin Chen
    • Journal Title

      Physical Beview A

      Volume: 84 Pages: 012325

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Practical Implementation and Error Bound of Integer-Type Algorithm for Higher-Order Differential Equations2011

    • Author(s)
      Fuminori Sakaguchi, Masahito Hayashi
    • Journal Title

      Numerical Functional Analysis and Optimization

      Volume: 32 Pages: 1316-1364

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Capacity with energy constraint in coherent state channel2010

    • Author(s)
      M.Hayashi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Information Theory

      Volume: 56 Pages: 4071-4079

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Classification of pure tripartite states by reduced bipartite densities2011

    • Author(s)
      林正人, 陳霖
    • Organizer
      第24回量子情報技術研究会(QIT24)
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      20110512-0513
  • [Presentation] Multi-copy and stochastic transformation of multipartite pure states2011

    • Author(s)
      陳霖, 林正人
    • Organizer
      第24回量子情報技術研究会(QIT24)
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      20110512-0513
  • [Presentation] Secure Multiplex Coding with a Common Message2011

    • Author(s)
      Ryutaroh Matsumoto, Masahito Hayashi
    • Organizer
      電子情報通信学会・情報理論研究会(IT)
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス
    • Year and Date
      20110303-20110304
  • [Presentation] Dual universality of hash functions and its applications to quantum cryptography2011

    • Author(s)
      Toyohiro Tsurumaru, Masahito Hayashi
    • Organizer
      電子情報通信学会・情報理論研究会(IT)
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス
    • Year and Date
      20110303-20110304
  • [Presentation] 量子ガウス状態族に対する量子仮説検定2011

    • Author(s)
      熊谷亘, 林正人
    • Organizer
      第12回Student Chapter
    • Place of Presentation
      東北大学電気通信研究所(ポスター)
    • Year and Date
      20110227-20110228
  • [Presentation] Discrimination of Transition Point in Quantum System2011

    • Author(s)
      秋本大樹, 林正人
    • Organizer
      量子情報科学ウィンタースクール2011
    • Place of Presentation
      東北大学川渡共同セミナーセンター(ポスター)
    • Year and Date
      20110223-20110227
  • [Presentation] 量子ガウス状態族に関する仮説検定2011

    • Author(s)
      熊谷亘, 林正人
    • Organizer
      量子情報科学ウィンタースクール2011
    • Place of Presentation
      東北大学川渡共同セミナーセンター(ポスター)
    • Year and Date
      20110223-20110227
  • [Presentation] Capacity with energy constraint in coherent state channel2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi
    • Organizer
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • Place of Presentation
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • Year and Date
      20110110-20110114
  • [Presentation] Comparison between the Cramer-Rao and the mini-max approaches in quantum channel estimation2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi
    • Organizer
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • Place of Presentation
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • Year and Date
      20110110-20110114
  • [Presentation] Additivity and non-additivity of multipartite entanglement measures2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi
    • Organizer
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • Place of Presentation
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • Year and Date
      20110110-20110114
  • [Presentation] Local hypothesis testing between a pure bipartite state and the white noise state2011

    • Author(s)
      Masahito Hayashi
    • Organizer
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • Place of Presentation
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • Year and Date
      20110110-20110114
  • [Presentation] 量子ガウス状態族に対する量子仮説検定2011

    • Author(s)
      熊谷亘, 林正人
    • Organizer
      第4回東北大学大学院理学研究科6専攻合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学理学研究科(ポスター)
    • Year and Date
      2011-02-22
  • [Presentation] 量子ガウス状態族に対する量子仮説検定2011

    • Author(s)
      熊谷亘, 林正人
    • Organizer
      日本数学会東北支部会
    • Place of Presentation
      東北大学大学院理学研究科川井ホール(数理科学記念館)
    • Year and Date
      2011-02-19
  • [Presentation] Pure state identification with multi-copy states2010

    • Author(s)
      D.Akimoto, M.Hayashi
    • Organizer
      First Graduate Student Congress on Quantum Information and Computation, Centre for Quantum Technologies
    • Place of Presentation
      Centre for Quantum Technologies, Singapore
    • Year and Date
      20101206-20101212
  • [Presentation] Strong security and separated code constructions for the broadcast channels with con_dential messages2010

    • Author(s)
      松本隆太郎, 林正人
    • Organizer
      第33回情報理論とその応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州松代ロイヤルホテル
    • Year and Date
      20101130-20101203
  • [Presentation] 量子ガウス状態族に対する仮説検定2010

    • Author(s)
      熊谷亘, 林正人
    • Organizer
      第23回量子情報技術研究会(QIT23)
    • Place of Presentation
      東京大学小柴ホール
    • Year and Date
      20101115-20101116
  • [Presentation] 古典情報を用いないユニバーサルな純粋状態識別プロトコル2010

    • Author(s)
      秋本大樹, 林正人
    • Organizer
      第23回量子情報技術研究会(QIT23)
    • Place of Presentation
      東京大学小柴ホール
    • Year and Date
      20101115-20101116
  • [Presentation] Phase estimation with photon number constraint2010

    • Author(s)
      M.Hayashi
    • Organizer
      2nd International Conference on Quantum Information and Technology
    • Place of Presentation
      the National Institute of Informatics (NII)(招待講演)
    • Year and Date
      20101021-20101022
  • [Presentation] Tight Security Analysis of the Bennett-Brassard 1984 Protocol with Finite Key Lengths2010

    • Author(s)
      M.Hayashi, T.Tsurumaru
    • Organizer
      Updating Quantum Cryptography and Communications 2010 (UQCC2010)
    • Place of Presentation
      ANA Intercontinental Tokyo(ポスター)
    • Year and Date
      20101018-20101020
  • [Presentation] Discrimination of transition point in quantum system2010

    • Author(s)
      D.Akimoto M.Hayashi
    • Organizer
      Updating Quantum Cryptography and Communications 2010 (UQCC2010)
    • Place of Presentation
      ANA Intercontinental Tokyo(ポスター)
    • Year and Date
      20101018-20101020
  • [Presentation] Best rank one approximation in quantum information2010

    • Author(s)
      M.Hayashi
    • Organizer
      高次元配列(テンソル)データ解析の数理と応用に関する研究会
    • Place of Presentation
      九州大学,福岡市
    • Year and Date
      20100904-20100905
  • [Presentation] Construction of wiretap codes from ordinary channel codes2010

    • Author(s)
      M.Hayashi, R.Matsumoto
    • Organizer
      Proceedings of the International Symposium on Information Theory 2010 (ISIT2010)
    • Place of Presentation
      Austin, Texas, U.S.A.
    • Year and Date
      20100613-20100618
  • [Presentation] Asymptotic theory for quanutm channel estimation2010

    • Author(s)
      M.Hayashi
    • Organizer
      第22回量子情報技術研究会(QIT22)
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      20100510-20100511
  • [Presentation] 量子情報におけるユニバーサルプロトコル理論の構築と量子暗号への応用2010

    • Author(s)
      林正人
    • Organizer
      特定領域「情報統計力学(DEXSMI)」の総括と今後の展開
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2010-11-30
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ims.is.tohoku.ac.jp/~q-lab/index.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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