| 研究課題/領域番号 |
19K03619
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分12040:応用数学および統計数学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大木 健太郎 京都大学, 情報学研究科, 助教 (40639233)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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| キーワード | 適応制御 / ロバスト制御 / ロバスト安定化 / 量子制御 / ロバスト安定性解析 / ロバスト適応制御 / オンライン学習 / 低次元化フィルタ / 量子ビット制御 / 量子スムージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は量子系におけるロバスト制御理論の構築を目指すものである．既存の多くの手法は古典的なロバスト制御の手法を量子系に適用したものがほとんどであり，古典パラメータ変動等に対するロバスト性はあるが，量子系の状態遷移に対してロバストであるかどうかは試さなければ分からない状況である．本研究では，とくに量子情報処理における不確かさを定量化し，量子系に対して自然なロバスト制御理論を構築することを目標とする．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，不確かさを有する量子系の制御問題を扱った．主な成果は，有限次元の量子系に対する予期しないモデル化誤差によるロバスト安定化制御の性能解析とロバスト適応制御の量子系への拡張である．有限次元の量子系は，量子情報処理デバイスとして用いられるため，このような量子系に対して有効な制御則を与えることは重要である．本研究では，不確かさが安定化制御に与える影響を調べ，モデル化誤差がどの程度の大きさであれば収束させたい平衡点付近に留まるかを確率的に評価した．また，モデル化誤差がパラメトリックに与えられる場合，パラメータを学習することで誤差の大きさに依らずに特定の平衡点に収束させられることも解明した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
安定化制御のロバスト性解析は，平衡点を消失させないモデル化誤差を考えて行われることが多く，平衡点へ収束が原理的にできない場合の確率系に対する解析的な結果を得ることは本研究が初めてである．また，非線形確率系としてモデル化される量子系に対する適応制御の研究はこれまでになく，量子制御理論に新たな方向性を与えた．
また，これらの研究成果は，量子系の設計においてどの程度精密に作成しなければいけないかという設計指針を与え，実際のデバイス開発の指針を与えられるものと期待される．
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