2014 Fiscal Year Research-status Report
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26400406
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 量子観測 / 量子干渉 / 量子制御 / 量子計測 / 量子推定 / 量子情報 / 対称性の自発的破れ / 非平衡定常状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は，量子論の世界の奇妙さを際立たせる役者の一人である「量子観測」が，単に「見る」ことにとどまらず，意外でしかも本質的な役割を果たすテーマを追究することによって量子論の奥深い世界に迫るとともに，それらを利用する独創的なアイデアを創出して量子情報技術に貢献することにある．特に，「統計力学の基礎と量子観測」，「観測による量子系制御」，「量子計測」の 3つのテーマを柱に研究を推進する計画だが，初年度の今年度は，以下の成果を得た．
■統計力学の基礎と量子観測 (1) 2つの独立なボース凝縮体を重ねて撮像すると，干渉縞が観測される．これが「典型的」な現象であり，干渉させる前のボース凝縮体の状態が多少揺らいでもさしたる影響はないことを明らかにして，論文発表した．(2) さらに，その干渉パターンの位相がランダム化する現象が，系の時間発展に不可逆的要素がなくても説明できることを明らかにし，論文発表した．(3) また，統計力学の基礎との関わりの中で盛んに議論されている「典型性」が，従来の平衡系の議論を超えて，非平衡定常状態でも成立することを明らかにし，論文発表した．
■量子系制御 もともと与えられた設定では可制御性が保証されないような状況でも，観測による「量子ゼノン効果」によって系の時間発展を変化させることで可制御性を達成できることを明らかにした．しかも，この現象がきわめて一般的であることを明らかにした．この研究成果は，Nature Communications 誌に掲載された．
■量子計測 (1) 多数回試行が想定される量子論にあって 1回の試行で得られる観測データから系のパラメータを推定する独自の計測スキームを追究し，国際会議で発表した．(2) 光を利用する「量子計測」に関し，光学位相シフトを推定する最適なガウス型プローブ状態を明らかにし，その成果を国内学会で発表した．
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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
おおむね当初計画していたテーマの研究を遂行し，4編の論文発表，1件の国際会議発表，3件の国内学会発表に結実するなど，順調に成果が得られている．なかでも，Nature Communications 誌に掲載された研究成果では，当初期待していた以上の結果が得られており，広くアピールする成果となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度を終えて特に想定外の困難や障害は見当たらず，引き続き，「統計力学の基礎と量子観測」，「観測による量子系制御」，「量子計測」の 3つのテーマを柱に研究を推進する．いずれのテーマでも既に進展があり，複数編の論文の執筆が進んでいる．当初の計画通りに研究を遂行していく．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は 5,000円未満 である．次年度の活動と合わせて支出する方が有効で効果的であると判断した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は，学会発表や研究出張のための旅費が主な使途になるが，それらの活動に充てる．
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Research Products
(9 results)
