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量子スピン系の状態に対する漸近理論と大偏差原理の研究

Research Project

Project/Area Number 06F06916
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field General mathematics (including Probability theory/Statistical mathematics)
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

日合 文雄  Tohoku University, 大学院・情報科学研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MOSONYI Milan  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 外国人特別研究員
MOSONYI MILAN  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2006 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2008: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2007: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords量子スピン系 / 有限相関状態 / 量子マルコフ状態 / ギッブス状態 / エントロピー密度 / 大偏差原理 / 量子仮説検定 / 漸近エラー限界 / KMS状態 / 中心極限定理 / 量子情報理論
Research Abstract

量子情報理論が近年大きな発展を遂げているが,その中でも最近2,3年の量子仮説検定論の発展は目覚ましい.1991年に日合-Petzが証明した量子Steinの補題は,量子仮説検定論の発展の基礎を与えた先駆けとして重要である.最近の発展としては,Stein型の他にChernoff型,Hoeffding型の漸近エラー限界についても,相対エントロピー的な量で記述できることが明らかになった.受入研究者の日合と外国人特別研究員のMosonyiは,上記の量子大偏差原理の方法を活用して,従来の相関の無いi.i.d.型の状態(つまりテンソル積状態)に対する量子仮説検定問題を,量子スピン系の相関のある状態(ギッブス状態,有限相関状態,クェーサイ・フリー状態など)の揚合に拡張した.平成20年度の具体的な成果は以下の通りである.
(1)有限距離のインタラクションをもつギッブス(KMS)状態の場合と有限相関状態の揚合に,大偏差原理および中心極限定理の観点から,平均場理論で現れる摂動項を含む自由エネルギー密度と相対エントロピー密度を考察し,それらの間で成立するルジャンドル変換による変分表示を与えた.
(2)相関の無いテンソル積(i.i.d.型)状態の場合を超えて,サイト間に相関があるギッブス状態と有限相関状態に対する量子仮説検定について,Stein型,Chernoff型,Hoeffding型の3種類の漸近エラー限界に関する統一的な研究を行った.
(3)(2)の結果をフェルミ系(CAR環)上の平行移動不変なケーサイ・フリー状態に適用し,多変数のSzegoの定理を用いて,Stein型,Chernoff型,Hoeffding型の3種類の漸近エラー限界を求めた.
(4)ボゾン系(CCR環)上のケーサイ・フリー状態について,(3)と同様な結果を得た.

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2009 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Hypothesis testing for Gaussian states on bosonic lattices2009

    • Author(s)
      M. Mosonyi
    • Journal Title

      J. Math. Phys. (印刷中)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Free energy density for mean field perturbation of states of a one-dimensional spin chain2008

    • Author(s)
      F. Hiai, M. Mosonyi, H. Ohno, D. Petz
    • Journal Title

      Rev. Math. Phys. 20

      Pages: 335-365

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Error exponents in hypothesis testing for correlated states on a spin chain2008

    • Author(s)
      F. Hiai, M. Mosonyi, T. Ogawa
    • Journal Title

      J. Math. Phys. 49

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymptotic distinguishability measures for shift-invariant quasi-free states of fermionic lattice systems2008

    • Author(s)
      M. Mosonyi, F. Hiai, T. Ogawa, M. Fannes
    • Journal Title

      J. Math. Phys. 49

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Error exponents in hypothesis testing for cor-related states on a spin chain2008

    • Author(s)
      Fumio Hiai
    • Journal Title

      J. Math. Phys. 49(印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Free energy density for mean field perturbation of states of aone-dimensional spin chain2008

    • Author(s)
      Fumio Hiai
    • Journal Title

      Rev. Math. Phys. (印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large deviations and Cherno bound for certain correlated states on a spinchain2007

    • Author(s)
      Fumio Hiai
    • Journal Title

      J. Math. Phys. 48

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A free analogue of the transportation cost inequality on the circle2006

    • Author(s)
      F.Hiai
    • Journal Title

      Banach Center Publications 73

      Pages: 199-206

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Large deviations for functions of two random projection matrices2006

    • Author(s)
      Fumio Hiai
    • Journal Title

      Acta Sci. Math. (Szeged) 72

      Pages: 581-609

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Asymptotic hypothesis testing in correlated quantum lattice systems2008

    • Author(s)
      M. Mosonyi
    • Organizer
      Conference "Information and Communication"
    • Place of Presentation
      Alfred Renyi Institute of Mathematics, Budapest, Hungary
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Hypothesis testing for certain correlated states on a spin chain2007

    • Author(s)
      Milan Mosonyi
    • Organizer
      Asian Conference on Quantum Information Science
    • Place of Presentation
      京都大学・芝蘭会館
    • Year and Date
      2007-09-03
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/340f360473ce9efb66b08f86f84572e5.html

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/340f360473ce9efb66b08f86f84572e5.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2024-03-26  

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