2015 Fiscal Year Annual Research Report
量子フィードバック制御による光の非ガウス状態の生成
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25289127
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
津村 幸治 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (80241941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大木 健太郎 京都大学, 情報学研究科, 助教 (40639233)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 制御理論 / 量子光学 / 数理物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，量子計算・量子通信等で重要な光の非ガウス状態を，汎用的およびノイズ・モデル化誤差に対して頑健な量子フィードバック制御により生成する理論と手法を確立することである．特に，汎用性のある光学系に対して量子制御理論に裏付けされた非線形量子フィードバック制御を施すことによって実現することを考える．具体的には次の課題の解決を目指している．課題(1) 非ガウス状態を実現する光学系（含む観測系・操作系）のクラスの特定と設計．課題(2) 量子フィルターと制御則の導出および実現可能な非ガウス状態のクラスの特定．課題(3) 制御性能と汎用性の検証．このうち平成27年度では次の結果を得た．つまり課題(2)における実現可能な非ガウス状態について，種々の初期状態や制御パラメータの組み合わせに基づく数値実験を通して，そのクラスを特定した．また制御パラメータと量子状態の遷移の関係を示す結果を得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成27年度における本来の計画は，課題(1)の一部の非ガウス状態を実現する光学系のクラスの特定，課題(2)の一部の非ガウス状態を生成する制御則のクラスの拡張と実現可能な非ガウス状態の特定，課題(3)における，提案する量子フィードバック系のH2規範に基づく制御性能評価と，実現される非ガウス状態生成システムの量子情報システムにおける汎用性の評価であったが，それらのうち，課題(1)および課題(2)における非ガウス状態を実現する光学系・量子フィードバックのクラスの特定，および課題(3)が解決されていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度では，研究メンバー相互の密な議論により，平成27年度までの研究計画の遅れを取り戻すことが可能であると考えている．特に課題(1)および課題(2)における非ガウス状態を実現する光学系・量子フィードバックのクラスの特定，課題(3)における制御系のH2規範に基づく制御性能評価に注力する．
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| Causes of Carryover |
平成27年度に検討した課題，つまり課題(2)の，実現可能な非ガウス状態のクラスの特定と，制御パラメータと量子状態の遷移の関係の，数値実験による検証に時間を要したため，本来の使用目的である研究会開催のための旅費や研究発表費用を次年度に延期するのが適当と判断した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究メンバー相互の密な議論により，課題(1)および課題(2)における非ガウス状態を実現する光学系・量子フィードバックのクラスの特定，課題(3)における制御系のH2規範に基づく制御性能評価を行う．またそれらの研究成果をまとめ，学会発表，論文投稿＆掲載を予定している．そのため，平成27年度予算の繰り越し予算を，旅費および学会発表費用，論文掲載費用に支出することを計画している．
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