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量子化・擬確率の随伴理論に基づく量子現象の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K13468
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関東京大学

研究代表者

李 宰河  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (20816607)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード量子基礎論 / 量子測定 / 不確定性関係 / 弱値 / 弱測定 / 精密測定 / 誤差 / 擾乱 / 量子情報 / 量子古典対応 / 擬確率
研究成果の概要

本研究課題においては、非古典論(量子論)の最も顕著な特徴の一つとして知られる不確定性原理について、その普遍的定式化の構築に成功し、これが標準的な Kennard-Robertson の関係をはじめ、より最近の小澤の関係など、従来の代表的な定式化の幾つかをその特別な場合の系として包含する結果であることが示されました。また、量子論の定める精度限界に迫る精密測定技術に関し、技術的な不確かさの存在下で測定精度の向上に寄与するとされる条件付けの技法(通称:弱測定)について、その有効性評価のために過去に提示した理論的枠組に立脚し、その代表的な応用例の有意性を確認することで、当技法の有用性を実証しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

不確定性原理は、量子論の根幹として理論における重要な地位を占めることはもとより、様々な量子現象の源泉であることに鑑みて、その深い理解は今後の量子技術の一層の発展において肝要となります。本研究成果は、量子論における不確定性の根源に迫るものであって、その包括的理解への道標となり得るものと期待されます。また精密測定技術は、科学技術の発展に不可欠なものであって、量子測定においては原理的な精度限界への到達を理想とします。量子的な条件付けの技法は、測定精度の向上をもたらす技術として有望視されており、その有意性に関する本研究成果は、今後の応用を設計する上でも有用な理論的指針となることが期待されます。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Uncertainty Relation for Errors Focusing on General POVM Measurements with an Example of Two-State Quantum Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Jaeha Lee, Izumi Tsutsui
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 22 号: 11 ページ: 1222-1222

    • DOI

      10.3390/e22111222

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the validity of weak measurement applied for precision measurement2020

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Mori, Jaeha Lee, Izumi Tsutsui
    • 雑誌名

      J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.

      巻: 53 号: 1 ページ: 015501-015501

    • DOI

      10.1088/1361-6455/ab5200

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A General Framework of Quasi-probabilities and the Statistical Behaviour of Non-commuting Quantum Observables2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Jaeha、Tsutsui Izumi
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Mathematics & Statistics

      巻: 261 ページ: 195-228

    • DOI

      10.1007/978-981-13-2487-1_9

    • ISBN
      9789811324864, 9789811324871
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 新しい量子測定の不確定性関係の操作性について2021

    • 著者名/発表者名
      李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 量子測定の誤差に関する新たな不確定性関係について2021

    • 著者名/発表者名
      李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱値を用いた不確定性関係の拡張とその解析2021

    • 著者名/発表者名
      李宰河, 竹内啓太, 渡辺皆成, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 不確定性関係の幾何学的定式化2020

    • 著者名/発表者名
      李宰河
    • 学会等名
      量子論の諸問題と今後の発展
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不確定性関係の幾何学的定式化について2020

    • 著者名/発表者名
      李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱値を含む不確定性関係とその最小不確定状態について2020

    • 著者名/発表者名
      竹内啓太, 渡辺皆成, 李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 古典物理量の量子化と複素数値の確率概念2019

    • 著者名/発表者名
      李宰河
    • 学会等名
      量子と古典の物理と幾何
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 弱値から見た不確定性関係とその最小不確定状態を通した解釈2019

    • 著者名/発表者名
      李宰河
    • 学会等名
      弱値・弱測定の新展開
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Schroedinger の不等式の最小不確定状態について2019

    • 著者名/発表者名
      竹内啓太, 李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子測定における条件付けの技術的利点の理論解析と実験検証2018

    • 著者名/発表者名
      李宰河, 森雄一朗, 筒井泉
    • 学会等名
      量子情報・物性の新潮流
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子測定における条件付けの利点に関する理論的解析2018

    • 著者名/発表者名
      李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱測定を用いた精密測定実験の有効性の検証2018

    • 著者名/発表者名
      森雄一朗, 李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ABL則と弱値の関係について2018

    • 著者名/発表者名
      花城将悟, 李宰河, 筒井泉
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱値概念の解釈と弱測定の精密測定への応用2018

    • 著者名/発表者名
      李宰河
    • 学会等名
      弱値・弱測定の展望
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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