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2014 Fiscal Year Annual Research Report

量子確率解析の新展開:作用素の変換理論とスペクトル解析

Research Project

Project/Area Number 23340027
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

尾畑 伸明  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (10169360)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福泉 麗佳  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (00374182)
長谷川 雄央  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (10528425)
瀬川 悦生  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (30634547)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywords関数解析 / 量子確率論 / 無限次元解析 / 複雑ネットワーク / スペクトル解析 / フォック空間 / 量子ホワイトノイズ / 量子確率過程
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、解析的側面として量子ホワイトノイズ理論、代数的側面として複雑ネットワークのスペクトル解析をコアテーマとして取り上げ、その基礎理論を深化させるとともに関連分野との連携を強化することで、量子確率解析を大きく展開することを目指している。特に、古典論の背後にある非可換的な構造をさぐり、量子確率過程の一般化を発展させ、ネットワーク上の確率解析や非線形方程式に新しいアプローチを導入することを念頭に5課題を設定して研究を推進した。
1.フォック空間上の作用素の変換理論:2次の量子ホワイトノイズから生成される変換群の一般論について継続的に扱っている。これまでの成果を著書として準備するに至った。2.一般化された量子確率微分方程式と古典論への還元:量子ホワイトノイズ微分による微分方程式の新たな応用として、古典的なギルサノフ変換を微分方程式の解として導出した。量子ホワイトノイズ理論の新たな展開として期待される。3.多様な独立性に付随する量子確率解析:グラフの積構造と独立性の諸概念に関連して、マンハッタン積のスペクトル解析を手掛かりに研究を進行した。2変数直交多項式論の観点から量子分解法の一般化について準備的成果をあげた。4.複雑ネットワーク上の量子確率解析:ある種のシューアアルゴリズムを量子ウォークの観点から考察し、母関数による非可換パスの数え上げによって新しい弾道性を発見した。また、格子確率モデルの頂点が取りうる状態数の増加に伴い、連続転移から不連続転移に移行することを、ツリー近似とモンテカルロシミュレーションによって示した。5.物理学への応用:準古典近似の考え方を用いて、周期的光学格子にトラップされているボーズ・アインシュタイン波動関数の離散近似を正当化した。グラフ上の非線形シュレーディンガー方程式については準備研究を継続している。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Stationary states for nonlinear Schroedinger equation with periodic potential2014

    • Author(s)
      Reika Fukuizumi and Andrea Sacchetti
    • Journal Title

      J. Stat. Phys.

      Volume: 156 Pages: 707-738

    • DOI

      10.1007/s10955-014-1023-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discontinuous transition of a multistage independent cascade model on networks2014

    • Author(s)
      Takehisa Hasegawa and Koji Nemoto
    • Journal Title

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      Volume: 2014 Pages: P11024; 1-15

    • DOI

      10.1088/1742-5468/2014/11/P11024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical Phase in Complex Networks: a Numerical Study2014

    • Author(s)
      Takehisa Hasegawa, Tomoaki Nogawa, and Koji Nemoto
    • Journal Title

      Discontinuity, Nonlinearity, and Complexity

      Volume: 3 Pages: 319-346

    • DOI

      10.5890/DNC.2014.09.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppressing epidemics on networks by exploiting observer nodes2014

    • Author(s)
      Taro Takaguchi, Takehisa Hasegawa, and Yuichi Yoshida
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 90 Pages: 012807;1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.90.012807

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transition-type change between an inverted Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition and an abrupt transition in bond percolation on a random hierarchical small-world network2014

    • Author(s)
      Tomoaki Nogawa and Takehisa Hasegawa
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 89 Pages: 042803;1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.89.042803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-dimensional quantum walks via generating function and the CGMV method2014

    • Author(s)
      Norio Konno, Etsuo Segawa
    • Journal Title

      Quantum Information and Computation

      Volume: 14 Pages: 1165-1186

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 量子確率論の最近の展開~スペクトルグラフ理論から量子場理論まで2015

    • Author(s)
      尾畑伸明
    • Organizer
      日本数学会東北支部会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-02-14
    • Invited
  • [Presentation] Quantum walk on hyperbolic graphs2015

    • Author(s)
      Etsuo Segawa
    • Organizer
      Quantum Markov Chains, Quantum Walks, and Related Topics
    • Place of Presentation
      Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, USA
    • Year and Date
      2015-01-13
  • [Presentation] Spectral analysis of digraphs and applications to coupled oscillators2014

    • Author(s)
      Nobuaki Obata
    • Organizer
      International Conference on Mathematics and its Applications (ICMAA-2014)
    • Place of Presentation
      Anna University, Tamil Nadu, India
    • Year and Date
      2014-12-15
    • Invited
  • [Presentation] Quantum walks on infinite trees2014

    • Author(s)
      Etsuo Segawa
    • Organizer
      Quantum Simulations and Quantum Walks
    • Place of Presentation
      KwaZulu Natal, South Africa
    • Year and Date
      2014-11-26
    • Invited
  • [Presentation] Vortex solutions in Bose -Einstein Condensation”2014

    • Author(s)
      Reika Fukuizumi
    • Organizer
      研究集会「確率解析とその周辺」
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2014-10-16
  • [Presentation] 量子ウォークの固有値写像について2014

    • Author(s)
      瀬川悦生
    • Organizer
      日本数学会2014年秋季応用数学分科会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2014-09-26
    • Invited
  • [Presentation] 非線型 Schroedinger方程式-定在波とノイズ2014

    • Author(s)
      福泉麗佳
    • Organizer
      RIMS 共同研究「偏微分方程式に付随する確率論的問題」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2014-09-16
  • [Presentation] 階層ネットワークのランダム故障に対する脆弱性 II2014

    • Author(s)
      長谷川雄央, 能川知昭, 近藤剛史, 根本幸児
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-10
  • [Presentation] Transforms in quantum white noise calculus2014

    • Author(s)
      Nobuaki Obata
    • Organizer
      35th International Conference on Quantum Probability and Related Topics
    • Place of Presentation
      Chungbuk National University, Cheongju, Korea
    • Year and Date
      2014-08-24
    • Invited
  • [Presentation] Lee's analytic version theorem and development of complex white noise theory2014

    • Author(s)
      Nobuaki Obata
    • Organizer
      Workshop on Probability and Analysis in honor of Professor Yuh-Jia Lee
    • Place of Presentation
      National University of Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2014-06-21
    • Invited
  • [Book] Real and Stochastic Analysis: Current Trends Chapter 42014

    • Author(s)
      Un Cig Ji and N. Obata
    • Total Pages
      562(269-353)
    • Publisher
      World Scientific
  • [Remarks] 東北大学大学院情報科学研究科尾畑研究室ウェッブサイト

    • URL

      www.math.is.tohoku.ac.jp/~obata

URL: 

Published: 2016-06-01  

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