2015 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 | 量子制御 / 量子計測 / 量子推定 / 量子情報 / 統計力学 / 量子光学 / 典型性 |
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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しており，2年度目の今年度は以下の成果を得た．
■統計力学の基礎 大自由度量子系で出現する状態の典型性に関する研究を行っている．多数の光子を約半数ずつビームスプリッターの 2つのポートから入射する場合の出力光子数分布が，入射光子数の配分が多少異なっても典型的に同じ分布になることを明らかにし，論文発表した．
■量子系制御 非可換な Hamiltonian の組み合わせで生成されるいかなる量子ダイナミクスも，より高次元の Hilbert 空間中において可換な Hamiltonian で生成される古典的なダイナミクスを元の Hilbert 空間へ射影したものとして表すことができることを明らかにし，論文発表した．
■量子計測 (1) 測定ごとに系をリセットすることなく測定を繰り返して得られるデータから量子系のパラメータを推定するスキームを検討し，測定過程がある一定の条件を満足すればデータの平均値などに中心極限定理が成立してパラメータの推定が可能になることを証明するとともに，データ間に存在する相関の情報を活用することで推定精度を向上できることを示し，論文発表した．(2) 最も一般的な線形光学回路に含まれるパラメータを推定する上で最適なプローブ光状態を求め，それによって達成可能な推定精度限界を明らかにして，論文発表した．
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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たテーマで研究を遂行しており，これまでに 8編の論文を発表するとともに，3件の国際会議発表，4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．特に，第1年度に Nature Communications 誌に発表した知見は新しい展開をもたらしており，当初は想定していなかったような好結果も得られつつある．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画した研究内容に関して困難や障害は生じておらず，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 2,000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 |
次年度の主な使途は学会発表や研究出張のための旅費となる予定であり，それらの活動に充てる．
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Hamiltonian Purification2015
Author(s)
Davide Orsucci, Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Kazuya Yuasa, and Vittorio Giovannetti
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Journal Title
Journal of Mathematical Physics
Volume: 56
Pages: 122104
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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