多自由度量子系の重ね合わせ状態の特徴付け・生成・操作・検出の理論

• 研究課題/領域番号: 19540415
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 清水 明 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (10242033)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2007年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 量子エレクトロニクス / 多自由度量子系 / ラビ振動 / エラー訂正 / ディコヒーレンス / 量子ドット / 安定性 / 非平衡統計力学

研究概要

多くの自由度を持つ量子系の重ね合わせ状態のうち、特に興味深い状態を解析する理論を発展させた。また、そのような状態を外部からの擾乱から守るための手段として、物理系の自然な(ハミルトニアンによる)時間発展を利用することを提案した。さらに、そのような状態のうち、非平衡状態に着目し、その物理的性質を解明した。特に、外場に対する応答関数の一般論を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] General properties of response functions of nonequilibrium steady states (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Yuge
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 79
  • NAID: 10025964033
  • 査読あり
• [雑誌論文] General properties of response functions of nonequilibrium steady states (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Shimizu, T.Yuge
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 79
  • NAID: 10025964033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Indications of Universal Excess Fluctuations in Nonequilibrium Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yuge, A. Shimizu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78
  • NAID: 130005437550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-time tail in an electric conduction system (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yuge, A. Shimizu
  • 雑誌名: Prog.Theor.Phys. Supplement No. 178 ページ: 64-71
  • NAID: 110007225699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Indications of Universal Excess Fluctuations in Nonequilibrium Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yuge, A.Shimizu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78
  • NAID: 130005437550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-time tail in an electric conduction system (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yuge, A.Shimizu
  • 雑誌名: Prog.Theor.Phys.Supplement 178 ページ: 64-71
  • NAID: 110007225699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protected Rabi oscillation induced by natural interactions among physical qubits (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kokubun, A. Shimizu
  • 雑誌名: Phys.Rev. A78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generalized Phase Rules (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 77
  • NAID: 110006969290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protected Rabi oscillation induced by natural interactions among physical qubits (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kokubun and A. Shimizu
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generalized Phase Rules (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 77
  • NAID: 110006969290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-time behavior of velocity autocorrelation function for interacting particles in a two-dimensional disordered system (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yuge, A. Shimizu
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 76 ページ: 93001-93004
  • NAID: 110006418585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-time behavior of velocity autocorrelation function for interacting particles in a two-dimensional disordered system (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yuge and A. Shimizu
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 76 ページ: 93001-9300
  • NAID: 110006418585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of superposition of macroscopically distinct states by joint probability density of macroscopic observables (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Morimae and A. Shimizu
  • 雑誌名: QUANTUM THEORY: Reconsideration of Foundations-4, edited by Adenier, et. al. (AIP Conference Proceedings 962) 962 ページ: 290-295
• [雑誌論文] Physics of superposion of macroscopicaly distinct states (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Miyadera, A. Ukena, T. Morimae, A. Sugita, Y. Matsuzaki
  • 雑誌名: 第16回量子情報技術研究会資料 QIT2007 ページ: 57-58
• [学会発表] 非平衡定常状態の非線形応答関数の一般的性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会講演番号:23pEA-1
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] マクロ系の非平衡定常状態の応答関数の普遍的性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: 量子論の諸問題と今後の発展
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] マクロ系の非平衡定常状態の応答関数の普遍的性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: 量子論の諸問題と今後の発展
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] Quantum Measurement Theory and Micro-Macro Consistency in Nonequilibrium Statistical Mechanics (2010)
  • 著者名/発表者名: Akira Shimizu
  • 学会等名: The Nagoya Winter Workshop on Quantum Information, Measurement, and Foundations
  • 発表場所: 名古屋大学(招待講演)
  • 年月日: 2010-02-23
• [学会発表] Quantum Measurement Theory and Micro-Macro Consistency in Nonequilibrium〓〓 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: The Nagoya Winter Workshop on Quantum Information, Measurement, and Foundations
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-02-23
• [学会発表] Universal properties of linear and nonlinear response functions of nonequilibirum steady states (2010)
  • 著者名/発表者名: Akira Shimizu, Tatsuro Yuge
  • 学会等名: 古典および量子ダイナミクス・非平衡統計力学に関するワークショップ
  • 発表場所: 東京大学(招待講演)
  • 年月日: 2010-02-14
• [学会発表] Universal properties of linear and nonlinear response functions of nonequilibirum steady states (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: 古典および量子ダイナミクス・非平衡統計力学に関するワークショップ
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-02-14
• [学会発表] Response Functions of Nonequilibrium Steady States (2009)
  • 著者名/発表者名: Akira Shimizu, Tatsuro Yuge
  • 学会等名: Quantum Technologies : Information and Communication
  • 発表場所: 早稲田大学(招待講演)
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Response Functions of Nonequilibrium Steady States (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: Quantum Technologies : Information and Communication
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] 巨視的に異なる状態間の遷移にかかる時間のサイズ依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林直樹, 森前智行, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 巨視的に異なる状態間の遷移にかかる時間のサイズ依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林直樹, 森前智行, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会講演番号:27pQC-9
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 論理キュービットを駆動する際のジッターの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 論理 qubit の物理的な駆動法-状態準備から訂正操作まで (2009)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 論理qubitの物理的な駆動法-状態準備から訂正操作まで (2009)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会 講演番号:26pZE-7
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 論理 qubit の物理的な駆動法-状態準備から訂正操作まで (2009)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会講演番号:26pZE-8
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 粒子流を伴う非平衡定常系での速度分布関数 (2009)
  • 著者名/発表者名: 弓削達郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会講演番号:26pQL-14
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 非平衡定常状態の応答関数の総和則と漸近的振る舞い (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 非平衡定常状態の応答関数の総和則と漸近的振る舞い (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会 講演番号:25pQL-4
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 非平衡定常状態における応答関数---具体例 (2009)
  • 著者名/発表者名: 弓削達郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会講演番号:25pQL-5
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 振動格子系に散乱される多体電子系の非平衡分子動力学シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 李凡, 弓削達郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会講演番号:25pQL-11
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 多体エンタングルメントのノイズに対する安定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松崎雄一郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 非平衡定常状態の応答関数の一般形とその対称性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 多体エンタングルメントのノイズに対する安定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松崎雄一郎,清水明
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会講演番号: 30aSK-2
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 非平衡定常状態の応答関数の一般形とその対称性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明、弓削達郎
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会講演番号: 30aTJ-8
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] マクロ伝導体で動散逸関係が破れはじめる閾値を決めるパラメーターは何か (2009)
  • 著者名/発表者名: 弓削達郎、清水明
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会講演番号: 30aTJ-9
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 粒子溜で駆動される電気伝体の分子動力学シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 李凡、弓削達郎、清水明
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会講演番号: 30aTJ-10
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] マクロ系の量子限界は? ミクロとマクロの関係は? (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: 研究会「量子論における測定と実在」
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] マクロ系の量子限界は?ミクロとマクロの関係は? (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: 研究会「量子論における測定と実在」
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] Universal excess fluctuation induced by Boltzmann's chaos in nonequilibrium steady states (2008)
  • 著者名/発表者名: Akira Shimizu, Tatsuro Yuge
  • 学会等名: 日本スロベニア非線形科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学(招待講演)
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] Universal excess fluctuation induced by Boltzmann's chaos in nonequilibrium steady states (2008)
  • 著者名/発表者名: Akira Shimizu, Tatsuro Yuge
  • 学会等名: 日本スロベニア非線形科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学数理科学研究科大講堂
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] 揺動散逸定理は非平衡定常状態でどのように破れるのか? (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: RIMS共同研究「非可換解析とミクロ・マクロ双対性」
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究所
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] マクロに一様な非平衡状態における温度 (2008)
  • 著者名/発表者名: 弓削逹郎、清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会講演番号: 23aPs-69
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 量子ドットよりなる量子ビット系の有効ハミルトニアンの導出と設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 量子ドットよりなる量子ビット系の有効ハミルトニアンの導出と設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 國分直明,清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会講演番号: 21aYF-10
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 量子誤り訂正可能なラビ振動を駆動するハミルトニアンの結合定数の任意性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] 量子誤り訂正可能なラビ振動を駆動するハミルトニアンの結合定数の任意性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 國分直明,清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会講演番号: 20pZD-8
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] マクロに異なる状態の重ね合わせの指数について (2008)
  • 著者名/発表者名: 森前智行, 松崎雄一郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年春の大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 量子誤り訂正を応用した時間発展の維持に対する物理的な有効ハミルトニアンの利用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年春の大会 講演番号:26aRF-7
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] マクロに異なる状態の重ね合わせの指数について (2008)
  • 著者名/発表者名: 森前智行, 松崎雄一郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年春の大会 講演番号:26aRF-2
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 非平衡状態における電流揺らぎ (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: 日本物理学会2008年春の大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 非平衡状態における電流揺らぎ (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水明, 弓削達郎
  • 学会等名: 日本物理学会2008年春の大会 講演番号:24pWE-4
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 電気伝導系における電流揺らぎの分解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 弓削達郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2008年春の大会 講演番号:24pWE-5
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] Breaking of Gauge Symmetry in Finite Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu, T. Miyadera
  • 学会等名: KEK研究会「量子論の諸問題と今後の発展」
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Breaking of Gauge Symmetry in Finite Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu and T. Miyadera
  • 学会等名: KEK研究会「量子論の諸問題と今後の発展」(2008/03/20-21)
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] (招待講演)有限系のゲージ対称性の破れをどう理解するか? (2007)
  • 著者名/発表者名: 清水明、宮寺隆之
  • 学会等名: RIMS研究集会「非可換解析とミクロ・マクロ双対性」(2007/10/15-17)
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究
  • 年月日: 2007-10-16
• [学会発表] 短距離相互作用ハミルトニアンで駆動される量子誤り訂正可能なラビ振動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年秋の大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] 短距離相互作用ハミルトニアンで駆動される量子誤り訂正可能なラビ振動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 國分直明, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年秋の大会 講演番号:23pRG-8
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] 一方向量子計算機におけるマクロに異なる状態の重ね合わせの出現 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松崎雄一郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年秋の大会 講演番号:23pRG-9
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] マクロ物理量の準同時確率分布の負値について (2007)
  • 著者名/発表者名: 森前智行, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年秋の大会 講演番号:23pRG-3
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] 非線形応答を示すマクロに一様な系の有効記述とその検証 (2007)
  • 著者名/発表者名: 弓削達郎, 清水明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年秋の大会 講演番号:21pTJ-5
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 現代的な測定理論の概要-FAQsへの答え (2007)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: 第4回AMO討論会
  • 発表場所: 電気通信大学(招待講演)
  • 年月日: 2007-06-08
• [学会発表] (招待講演)現代的な測定理論の概要-FAQsへの答え (2007)
  • 著者名/発表者名: 清水明
  • 学会等名: 第4回AMO討論会(2007/06/08-09)
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2007-06-08
• [学会発表] Physics of superposion of macroscopicaly distinct states (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu
  • 学会等名: 第16回量子情報技術研究会
  • 発表場所: NTT厚木研究センター(招待講演)
  • 年月日: 2007-05-17
• [学会発表] (招待講演) Physics of superposion of macroscopicaly distinct states (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Shimizu
  • 学会等名: 第16回量子情報技術研究会(2007/05/17-18)
  • 発表場所: NTT厚木研究センター
  • 年月日: 2007-05-17
• [図書] 東大教師が新入生にすすめる本 2 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明(共著)
  • 出版者: 文藝春秋
• [図書] 東大教師が新入生にすすめる本2 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水明(共著)
  • 出版者: 文藝春秋