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開放系における量子-古典ハイブリッド型アルゴリズムの定式化と探索問題への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K00025
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎理論
研究機関東京理科大学

研究代表者

入山 聖史  東京理科大学, 理工学部情報科学科, 准教授 (10385528)

研究分担者 田畑 耕治  東京理科大学, 理工学部情報科学科, 准教授 (30453814)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード量子アルゴリズム / 開放系 / GKSLマスター方程式 / 光合成過程 / 量子コンピュータ / 光合成課程
研究成果の概要

本研究課題では,開放系における量子-古典ハイブリッド型アルゴリズムの数学的特徴付けと探索問題への応用を行った.具体的には,(1)開放系を用いて,環境を含んだ形での量子アルゴリズムの特徴付け.(2) 断熱過程を用いた量子アニーリングを開放系へ拡張し,誤り確率の低減.(3) 探索問題に対して,量子-古典ハイブリッド型のアルゴリズムを提案し,計算量を見積もる.これにより,理想化された閉じた系でなく,開放系での量子アルゴリズムの記述がなされることによる,量子計算機の実現に向けての大きな貢献がある.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題の達成により,次のような効果が期待される.(1)理想化された閉じた系でなく,開放系での量子アルゴリズムの記述がなされることによる,量子計算機の実現に向けての大きな貢献.(2)環境系との相互作用を積極的に利用する新たな計算の数理モデルの構築が行われ,雑音のある系における量子計算機の基礎が構成される.(3)生命現象の数理についての数学的基礎が発展し,化学的ネットワークだけでなく,物理的相互作用を土台とした生命理解が深められる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 18件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Rome Tor vergata(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Linnaeus University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Steklov Mathematical Institute(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Roma TorVergata(Italy)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Steklow Mathematical Institute(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Linnaeus University(Sweden)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of roma Tor Vergata(Italy)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Steklow Mathematical Institute(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Efficient Energy Transfer in Network Model of Photosynthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Mitome, K.Sato, S.Iriyama, I.V.Volovich
    • 雑誌名

      Quantum Foundations, Probability and Information

      巻: 1 ページ: 59-69

    • DOI

      10.1007/978-3-319-74971-6_7

    • ISBN
      9783319749709, 9783319749716
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chaos Amplification Process Can Be Described by the GKSL Master Equation2017

    • 著者名/発表者名
      K.Furusho, S.Iriyama
    • 雑誌名

      Open Systems & Information Dynamics

      巻: 24 号: 02 ページ: 1750008-1750008

    • DOI

      10.1142/s1230161217500081

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum turing machine and brain model represented by Fock space2016

    • 著者名/発表者名
      S. Iriyama, M.Ohya
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Information

      巻: 14 号: 04 ページ: 1640008-1640008

    • DOI

      10.1142/s0219749916400086

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Note on stream cipher based on non-commutative algebra and its application for authentication2018

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama, M.Kihara
    • 学会等名
      The 39th International Conference on Quantum Probability and Infinite Dimensional Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical model of photosynthesis and its energy transmission process2018

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama
    • 学会等名
      The 39th International Conference on Quantum Probability and Infinite Dimensional Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mathematical Framework of Key Distribution and Identification2018

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama
    • 学会等名
      QBIC workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Homomorphic Encryption based on Non-Commutative Algebra and its Implementation2018

    • 著者名/発表者名
      M.Kihara, S.Iriyama
    • 学会等名
      QBIC workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical Model of Photosynthesis and Entropy Change2018

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama
    • 学会等名
      50 Symposium on Mathematical Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum noise effect in photosynthesis2018

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama
    • 学会等名
      Towards Ultimate Quantum Theory
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On comparison between two square tables using index of marginal inhomogeneity2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tahata
    • 学会等名
      Australasian Applied Statistics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 正方分割表における非対称性のモデルについて.2017

    • 著者名/発表者名
      田畑耕治
    • 学会等名
      2016年度待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」
    • 発表場所
      森戸記念館,東京理科大学
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient Energy Transferring Process in Photosynthesis2017

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama, K.Sato
    • 学会等名
      Foundations of Quantum Mechanics and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of IT for DDS: Drug Design Based on Computer Simulation2017

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama
    • 学会等名
      BIT's 7th Annual International Symposium of Drug Delivery Systems-2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Entropy production described by the GKSL master equation in two-qubits system and its application2017

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama
    • 学会等名
      17th Asian Quantum Information Science Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 正方分割表における拡張線形非対称モデルの実装について2017

    • 著者名/発表者名
      有本周翔,田畑耕治
    • 学会等名
      日本計算機統計学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A new class of strongly asymmetric PKA algorithms: transmission problem in SAA-4 family member2016

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama, M. Regoli
    • 学会等名
      QBIC workashop2016
    • 発表場所
      Tokyo University of Science
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical treatment with photosynthesis and its energy transmission efficiency with quantum noise2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Mitome, S.Iriyama, M.Ohya
    • 学会等名
      QBIC workashop2016
    • 発表場所
      Tokyo University of Science
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Note on amplification processes in quantum algorithm represented by the GKSL master equation2016

    • 著者名/発表者名
      K.Furusho, S.Iriyama, M.Ohya
    • 学会等名
      QBIC workashop2016
    • 発表場所
      Tokyo University of Science
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive dynamics and its application for quantum algorithm2016

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama, M.Ohya
    • 学会等名
      New Trends in Mathematical and Theoretical Physics
    • 発表場所
      Steklow Mathematical Institute, Russia
    • 年月日
      2016-10-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Note on efficient energy transmission with environment noise in photosynthesis2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Mitome, S.Iriyama
    • 学会等名
      New Trends in Mathematical and Theoretical Physics
    • 発表場所
      Steklow Mathematical Institute, Russia
    • 年月日
      2016-10-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generalized asymmetry models and separations of symmetry for square tables.2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tahata
    • 学会等名
      The 4th Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting
    • 発表場所
      The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong, China
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Entropy Change in Open Systems and Itis Application for Photosynthesis2016

    • 著者名/発表者名
      S.Iriyama, M.Ohya
    • 学会等名
      Quantum and Beyond
    • 発表場所
      Linnaeus University, Sweden
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Amplication Process in Quantum Algorithm Described by the GKSL Master Equation2016

    • 著者名/発表者名
      K.Furusho, S.Iriyama, M.Ohya
    • 学会等名
      48th Symposium on Mathematical Physics
    • 発表場所
      Copernicus University, Poland
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-03-20  

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