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2014 Fiscal Year Annual Research Report

スケーラブル量子情報処理のための新奇制御法の構築

Research Project

Project/Area Number 25887034
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤井 啓祐  京都大学, 白眉センター, 特定助教 (40708640)

Project Period (FY) 2013-08-30 – 2015-03-31
Keywords量子情報処理 / 量子誤り訂正 / トポロジカル符号 / 量子計算 / 古典シミュレーション
Outline of Annual Research Achievements

スケーラブルな量子情報処理の実現において,量子状態をデコヒーレンス(量子コヒーレンスの消失)から保護しながら情報処理を行う,誤り耐性量子計算の研究は必要不可欠である.昨年度おこなった「非測定型トポロジカル量子誤り訂正」の結果がPhysical Review X誌に掲載された.また,本年度はトポロジカル量子誤り訂正における復号化を行う古典情報処理の複雑性に関する過去の文献調査を行い,特に,実空間繰り込みと確率伝搬法を利用し復号化を高速化する研究に着手した.トポロジカル量子誤り訂正の復号化問題は,量子誤り訂正技術の実現という技術的モチベーション以外にも,復号化のためにに利用する事後確率分布は古典イジング模型の分配関数に対応するため,古典イジング模型の分配関数評価の複雑性としても興味深い.本年度は上記の関連から,古典イジング模型の分配関数評価を行う量子アルゴリズムの構築を行い,復号化・分配関数評価の量子複雑性の知見も得た.この結果は,Physical Review A誌に掲載された.また,古典イジング模型の分配関数の評価の複雑性は,量子・古典対応を通じて量子系の実時間発展の複雑性へと接続される.今後このような対応を用い,多体量子系の実時間発展の古典シミュレーションの複雑性検討していく予定である.また,散逸を用いた非測定型量子誤り訂正に関しては,スピン増幅などの応用が見込める方向性に発展させていく予定である.

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

    (13 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Quantum algorithm for an additive approximation of Ising partition functions2014

    • Author(s)
      A. Matsuo, K. Fujii, and N. Imoto
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 90 Pages: 022304 1-16

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevA.90.022304

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Measurement-Free Topological Protection Using Dissipative Feedback2014

    • Author(s)
      K. Fujii, M. Negoro, N. Imoto, and M. Kitagawa
    • Journal Title

      Physical Review X

      Volume: 4 Pages: 041039 1-11

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevX.4.041039

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fault-tolerant quantum computation and communication on a distributed 2D array of small local systems2014

    • Author(s)
      K Fujii, T. Yamamoto, M. Koashi, and N. Imoto
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1633 Pages: 153-155

    • DOI

      10.1063/1.4903121

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thresholds of surface codes on the general lattice structures suffering biased error and loss2014

    • Author(s)
      Y. Tokunaga and K. Fujii
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1633 Pages: 198-200

    • DOI

      0.1063/1.4903136

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 量子情報・計算の基礎2015

    • Author(s)
      藤井啓祐
    • Organizer
      春の学校:Particles, Strings and Quantum Information
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス 知の館、仙台市
    • Year and Date
      2015-04-20 – 2015-04-24
    • Invited
  • [Presentation] Instantaneous quantum polynomial time modelとイジング分配関数2015

    • Author(s)
      藤井啓祐
    • Organizer
      非ユニバーサル量子計算に関する研究会
    • Place of Presentation
      キャンパス・イノベーションセンター東京 5F 502号室、東京都
    • Year and Date
      2015-03-30 – 2015-03-30
    • Invited
  • [Presentation] Belief propagation in quantum information science: a brief review and possible applications2015

    • Author(s)
      Keisuke Fujii
    • Organizer
      Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications (SPDSA2015
    • Place of Presentation
      Yoshida Izumidono, Kyoto University, Kyoto
    • Year and Date
      2015-02-19 – 2015-02-19
    • Invited
  • [Presentation] Measurement-based quantum computation using thermal states of many-body Hamiltonian2014

    • Author(s)
      Keisuke Fujii
    • Organizer
      Australia-Japan Workshop on Mutiuser Quantum Networks 2014
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • Invited
  • [Presentation] DQC1モデルの古典シミレート不可能性2014

    • Author(s)
      森前智行,藤井啓祐,Joe Fitzsimons
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス、春日井市
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [Presentation] 量子計算の基礎2014

    • Author(s)
      藤井啓祐
    • Organizer
      基研研究会 若手のための量子情報基礎セミナー
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所 湯川記念館パナソニック国際交流ホール、京都市
    • Year and Date
      2014-08-08 – 2014-08-10
    • Invited
  • [Presentation] 量子は何を計算できるのか?2014

    • Author(s)
      藤井啓祐
    • Organizer
      第46回GRL浜松セミナー ~若手研究者のための光・電子・情報科学に関する情報交換~
    • Place of Presentation
      静岡大学浜松キャンパス、浜松市
    • Year and Date
      2014-08-06 – 2014-08-06
    • Invited
  • [Presentation] Computational quantum-classical boundary of commuting quantum circuits2014

    • Author(s)
      K. Fujii and S. Tamate
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Quantum Science
    • Place of Presentation
      Easton, Massachusetts, USA
    • Year and Date
      2014-07-27 – 2014-08-01
  • [Book] Quantum Computation with Topological Codes ― from qubit to topological fault-tolerance ―2015

    • Author(s)
      Keisuke Fujii
    • Total Pages
      155
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2016-06-01  

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