| 研究領域 | 極限宇宙の物理法則を創る－量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
21H05183
|
|---|
| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
森前 智行 京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (50708302)
|
|---|
| 研究分担者 |
中田 芳史 京都大学, 基礎物理学研究所, 特定准教授 (10808992)
早川 龍 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (60988377)
Buscemi F. 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (80570548)
東 浩司 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子科学イノベーション研究部, 特別研究員 (90599549)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2026-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
|
| 配分額 *注記 |
78,260千円 (直接経費: 60,200千円、間接経費: 18,060千円)
2025年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2024年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2023年度: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2022年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
|
|---|
| キーワード | 量子情報 / 量子暗号 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙や素粒子といった極限の領域における物理理論を構築し、物理現象を理解するために、量子情報のツールを用いてアプローチする。具体的には量子計算や量子誤り訂正符号、量子暗号、量子ランダムネス、量子チェンネル、量子ネットワークなどにおいて発展してきた理論をさらに進化させることにより、極限宇宙を理解するための言語を整備することを目指す。
|
| 研究実績の概要 |
今年度も、量子情報の基礎を推進するとともに、極限宇宙の物理を理解する言語を整備する目的で研究を遂行した。特に、今年度は、古典暗号において最も基礎的な仮定である、一方向性関数から量子超越性の存在を証明した。この量子超越性は検証者が最後にunboundedになるようなproofs of quantumnessの一般化であり、サンプリング量子超越性などの幅広い量子超越性を含んだ概念である。また、common Haar random stateモデルと呼ばれる、各人がランダムハール状態を使用できるような設定においては、量子コミットメントが無条件に構成可能であることを証明した。このようなものは古典ではできることが知られておらず、量子暗号の量子優位性を示す。最後に、一方向性関数のみから量子公開鍵の公開鍵暗号を構成することにも成功した。古典暗号においては一方向性関数のみから公開鍵暗号を作ることは不可能だろうと信じられており、この成果も量子暗号における量子の優位性を示している。
|
| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
1: 当初の計画以上に進展している
理由
暗号理論のトップ国際会議に論文を複数掲載することができた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今後も、量子情報の基礎を推進するとともに、極限宇宙の物理を理解する言語を整備する目的で研究を遂行する。特に、メタ複雑性と量子暗号のプリミティブの間の関係や、量子学習の困難さとの関係を明らかにする。
|
