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有限グラフ上の感染過程の有限時刻分布の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17652
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関金沢工業大学 (2019)
北陸先端科学技術大学院大学 (2018)
神奈川大学 (2016-2017)

研究代表者

井手 勇介  金沢工業大学, 基礎教育部, 講師 (70553999)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード確率過程 / 量子課程 / 量子探索 / 量子ウォーク / 感染課程 / グラフ分割 / 固有解析 / equitable partition / perfect state transfer / 固有空間 / 時間発展作用素 / 感染症過程 / コンタクトプロセス / 固有空間解析 / グラフ分解 / 感染過程 / 複雑ネットワーク
研究成果の概要

ネットワーク(グラフ)上の感染過程や量子探索アルゴリズムを含む,有限グラフ上の確率的・量子的プロセスを統一的に理解するための方法の一つとして,それらの各種プロセスを規程する,グラフに付随する行列を解析するための枠組みを提供した.具体的には,Equitable partitionと呼ばれる,グラフの隣接関係による粗視化と,その粗視化に対応する基底を用いた各種プロセスの時間発展作用素(行列)の再構成法である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ネットワーク上で起こる感染症の広がりを理解するうえでも,あるいは,量子探索の効率性を議論するうえでも,個々のケースに特化した解析を進める一方で,ネットワーク(グラフ)の持つ特徴とそれぞれをモデル化したプロセスの挙動との関係を理解する必要がある.本研究で提案したグラフの隣接関係による粗視化と,その粗視化に対応する基底を用いた各種プロセスの時間発展作用素(行列)の再構成法をベースとして,研究対象となる各種プロセスを俯瞰することによって,ネットワーク上の各種プロセスに対する理解が深まり,実問題への対応策を考える際の一助となることが考えられる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 量子ウォークによる高速探索2019

    • 著者名/発表者名
      井手勇介, 今野紀雄
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 74 ページ: 682-690

    • NAID

      130007807164

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partition of graphs and quantum walk based search algorithms2019

    • 著者名/発表者名
      Ide Yusuke
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 10 号: 1 ページ: 16-27

    • DOI

      10.1587/nolta.10.16

    • NAID

      130007542509

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The spectral analysis of the unitary matrix of a 2-tessellable staggered quantum walk on a graph2018

    • 著者名/発表者名
      Konno Norio、Ide Yusuke、Sato Iwao
    • 雑誌名

      Linear Algebra and its Applications

      巻: 545 ページ: 207-225

    • DOI

      10.1016/j.laa.2018.01.022

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A spectral analysis of discrete-time quantum walks with related to birth and death chain2018

    • 著者名/発表者名
      Choon-Lin Ho, Yusuke Ide, Norio Konno, Etsuo Segawa, Kentaro Takumi
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Physics

      巻: 171 号: 2 ページ: 207-219

    • DOI

      10.1007/s10955-018-1998-9

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New theory of diffusive and coherent nature of optical wave via a quantum walk2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ide, Norio Konno, Shigeki Matsutani, and Hideo Mitsuhashi
    • 雑誌名

      Ann. Phys.,

      巻: 383 ページ: 165-180

    • DOI

      10.1016/j.aop.2017.05.009

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turing instability in reaction-diffusion models on complex networks2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ide, Hirofumi Izuhara, Takuya Machida
    • 雑誌名

      Physica A

      巻: 457 ページ: 331-347

    • DOI

      10.1016/j.physa.2016.03.055

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exact solutions and symmetry analysis for the limiting probability distribution of quantum walks2016

    • 著者名/発表者名
      Xin-Ping Xu, Yusuke Ide
    • 雑誌名

      Annals of Physics

      巻: 373 ページ: 682-693

    • DOI

      10.1016/j.aop.2016.08.019

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Periodicity for space-inhomogeneous quantum walks on the cycle2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Arai, Choon-Lin Ho, Yusuke Ide, Norio Konno
    • 雑誌名

      Yokohama Mathematical Journal

      巻: 62 ページ: 39-50

    • NAID

      120006459875

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 量子ウォークの極限分布に付随する直交多項式と対応するランダムウォークについて2020

    • 著者名/発表者名
      井手勇介, 今野紀雄
    • 学会等名
      日本数学会2020年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Introduction to Continuous Time Quantum Walk Search2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ide
    • 学会等名
      The 20th Asia Pacific Industrial Engineering And Management Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフ分割と固有解析による連続時間量子ウォーク探索の解析2019

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      日本数学会2019年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] グラフ分割と固有解析を用いた量子ウォーク探索の解析2019

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      RIMS共同研究(グループ型)量子ウォークとスペクトル散乱理論の数理
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 量子完全状態遷移と量子探索2019

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      Workshop on Quantum Walks at SPring-8
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフの分割と単純ランダムウォーク・量子ウォーク探索2018

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      電気学会情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフ上のランダムウォークの到達時刻評価2018

    • 著者名/発表者名
      井手勇介,林幸雄
    • 学会等名
      第15回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Graph partition and quantum walk search2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ide
    • 学会等名
      The 8th Workshop on Quantum Simulation and Quantum Walks
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectral analysis for discrete-time quantum walks on the path2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ide
    • 学会等名
      International Conference on Computational Modeling and Simulation (ICCMS) 2017, Special Session on Quantum Computation and Quantum Information
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 連続時間量子ウォークと量子探索2017

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      ドレスト光子・光合成・量子ウォーク
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] path上の離散時間量子ウォークの固有解析2017

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      IMI短期共同研究「レーザー同位体分離の実用化における量子ウォークの数理」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 連続時間量子ウォークとグラフ構造2017

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「確率モデルとその応用」第22回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフのmodular partitionと量子ウォークの解析2017

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      第2回グラフゼータと量子ウォークの諸相
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] はじめに2017

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会シンポジウム「量子ウォークの深化とその周辺」
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スワームシステムにおけるネットワークの生成過程2016

    • 著者名/発表者名
      右田正夫, 井手勇介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016 in Yokohama
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 円環上の離散時間量子ウォークの周期性2016

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      グラフゼータと量子ウォークの諸相
    • 発表場所
      室蘭工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 2-step 離散時間量子ウォークの固有分解2016

    • 著者名/発表者名
      井手勇介
    • 学会等名
      量子ウォークの代数的考察と光学との融合
    • 発表場所
      佐世保工業高等専門学校
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 量子ウォークの新展開―数理構造の深化と応用2019

    • 著者名/発表者名
      今野紀雄, 井手勇介(共編著)
    • 総ページ数
      321
    • 出版者
      培風館
    • ISBN
      9784563011628
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 不動点定理の話題 コンタクトプロセスの最近の話題2017

    • 著者名/発表者名
      井手勇介, 竹内幸雄
    • 総ページ数
      137
    • 出版者
      慶應義塾大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 金沢工業大学 研究者/教育・研究業績情報

    • URL

      https://kitap01.kanazawa-it.ac.jp/researcherdb/gyousekiIndex/GIBJAAF_0001.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 神奈川大学研究者情報

    • URL

      http://kenkyu.kanagawa-u.ac.jp/kuhp/KgApp?kyoinId=ymbygoosggg

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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