量子アニーリングの大規模系に対する基礎付けと量子スピングラスへの応用

• 研究課題/領域番号: 20740225
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 鈴木 正 青山学院大学, 理工学部, 助教 (30391999)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008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: 物性理論 / 統計力学 / 計算物理 / 量子計算

研究概要

量子アニーリングは量子揺らぎを利用して最適化問題の解を見出す最適化手法である。研究代表者は、量子アニーリングを行う際に障害となる量子相転移に注目し、相転移近傍での系のダイナミクスを調べることで量子アニーリングの有効性の一端を明らかにした。また、研究代表者は量子アニーリングの考えを活かして計算効率を高めた量子モンテカルロ法をフラストレーションを強く含んだ横磁場イジング模型に適用し、静的な物性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Quantum Monte Carlo Study of the Transverse Field Ising Model on a Frustrated Checkerboard Lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ishizuka, Yukitoshi Motome
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 320 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/320/1/012054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kibble-Zurek mechanism in simulated annealing and quantum annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 302 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/302/1/012046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-adiabatic quench dynamics near anisotropic quantum critical point (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hikichi, S. Suzuki, and K. Sengupta
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 297 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/297/1/012020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Monte Carlo study of molecular polarization and antiferroelectric ordering in squaric acid crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ishizuka, Yukitoshi Motome
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 84 号: 6 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1103/physrevb.84.064120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow quench dynamics of the Kitaev model : anisotropic critical point and effect of disorder (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hikichi, S. Suzuki, and K. Sengupta
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82 号: 17 ページ: 9-9
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.174305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long time dynamics following a quench in an integrable quantum spin chain : Local versus nonlocal operators and effective thermal behavior (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Rossini, S. Suzuki, G. Mussardo, G. E. Santoro, and A. Silva
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 81 号: 14 ページ: 17-17
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.144302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quench dynamics of quantum and classical Ising chains : from the viewpoint of the Kibble-Zurek mechanism in Quantum Quenching (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, A. Das, A. Chandra and B. K. Chakrabarti
  • 雑誌名: Annealing and Computation 巻: Vol.802 ページ: 115-143
  • DOI: 10.1007/978-3-642-11470-0_5
  • ISBN: 9783642114694, 9783642114700
• [雑誌論文] Slow quench dynamics of the Kitaev model : anisotropic critical point and effect of disorder (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hikichi, S.Suzuki, K.Sengupta
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 82 174305 ページ: 9-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long time dynamics following a quench in an integrable quantum spin chain : Local versus nonlocal operators and effective thermal behavior (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Rossini, S.Suzuki, G.Mussardo, G.E.Santoro, A.Silva
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 81 144302 ページ: 17-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quench dynamics of quantum and classical Ising chains : from the viewpoint of the Kibble-Zurek mechanism in Quantum Quenching (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki
  • 雑誌名: Annealing and Computation (Lecture Notes in Physics), edited by A.Das, A.Chandra and B.K.Chakrabarti, (Springer, Heidelberg) Vol.802 ページ: 114-143
• [雑誌論文] Quench dynamics of quantum and classical Ising chains : from the viewpoint of the Kibble-Zurek mechanism (2010)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 雑誌名: Quantum Quenching, Annealing and Computation (Lecture Notes in Physics Vol.802), edited by A.Das, A.Chandra and B.K.Chakrabarti ページ: 114-143
• [雑誌論文] Long time dynamics following a quench in an integrable quantum spin chain : Local versus nonlocal operators and effective thermal behavior (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Rossini, S.Suzuki, G.Mussardo, G.E.Santoro, A.Silva
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow quench dynamics of the Kitaev model : anisotropic critical point and effect of disorder (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hikichi, S.Suzuki, K.Sengupta
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density of kinks after a sudden quench in the quantum Ising spin chain (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, D.Rossini, G.E.Santoro
  • 雑誌名: arXiv 0910.4055(Phys.RevBに投稿中)
• [雑誌論文] Quantum-thermal annealing with a cluster-flip algorithm (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Morita, S. Suzuki, and T. Nakamura
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 79 号: 6 ページ: 4-4
  • DOI: 10.1103/physreve.79.065701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooling dynamics of pure and random Ising chains (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki
  • 雑誌名: J. Stat. Mech ページ: 10-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparison of classical and quantum annealing dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 143 ページ: 9-9
  • DOI: 10.1088/1742-6596/143/1/012002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-thermal annealing with a cluster-flip algorithm (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Morita, S.Suzuki, T.Nakamura
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 79 065701(R) ページ: 4-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooling dynamics of pureand random Ising chains (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki
  • 雑誌名: J.Stat.Mech. P03032 ページ: 10-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparison of classical andquantum annealing dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki
  • 雑誌名: J.Phys.:Conf.Ser. 143 012002 ページ: 9-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-Thermal annealing with a cluster-flip algorithm (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Morita, S.Suzuki, T.Nakamura
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparison of clasSiCal and quantum annealing dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser 143 ページ: 12002-12002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooling dynamics of pure and random Ising chains (2009)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 雑誌名: J. Stat. Mech
  • 査読あり
• [学会発表] 2次元横磁場イジングスピングラスの量子モンテカルロシミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正
  • 学会等名: 日本物理学会、第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 2次元横磁場イジングスピングラスの量子モンテカルロシミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正
  • 学会等名: 日本物理学会第67年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Non-adiabatic quench dynamics near anisotropic quantum critical point (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, T. Hikichi and K. Sengupta
  • 学会等名: Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: University of Tokyo
  • 年月日: 2012-02-14
• [学会発表] 2次元横磁場スピングラスの量子相転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 2次元横磁場イジングスピングラスの量子相転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Non-adiabatic quench dynamics near anisotropic quantum critical point (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, T.Hikichi , K.Sengupta
  • 学会等名: Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: University of Tokyo
  • 年月日: 2011-02-14
• [学会発表] Non-adiabatic quench dynamics near anisotropic quantum critical point (2011)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 学会等名: Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: 東京大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-14
• [学会発表] Kibble-Zurek mechanism in quantum annealing and simulated annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki
  • 学会等名: International Symposium on Nanoscience and Quantum Physics 2011(nanoPHYS' 11)
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] Kibble-Zurek mechanism inquantum annealing and simulated annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki
  • 学会等名: International Symposium on Nanoscience and Quantum Physics 2011(nanoPHYS'11)
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] Kibble-Zurek mechanism in quantum annealing and simulated annealing (2011)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 学会等名: International Symposium on Nanoscience and Quantum Physics 2011 (nanoPHYS'11)
  • 発表場所: 国際文化会館(招待講演)
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] Non-adiabatic quench dynamics near anisotropic quantum critical point (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, T. Hikichi and K. Sengupta
  • 学会等名: STATPHYS Kolkata VII
  • 発表場所: Saha Institute of Nuclear Physics, Kolkata, India
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] Non-adiabatic quench dynamics near anisotropic quantum critical point (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, T.Hikichi , K.Sengupta
  • 学会等名: STATPHYS Kolkata VII, Saha Institute of Nuclear Physics
  • 発表場所: Kolkata, India
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] Non-adiabatic quench dynamics near anisotropic quantum critical point (2010)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 学会等名: STATPHYS Kolkata VII
  • 発表場所: Saha Institute of Nuclear Physics(インド)(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] 量子相転移点で終わる量子クエンチのダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正、引地匠、K. Sengupta
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 量子相転移点で終わる量子クエンチのダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学(一般講演)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Quench dynamics of the uniform and non-uniform Kitaev model (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, T. Hikichi and K. Sengupta
  • 学会等名: Statistical Physics of Quantum Systems
  • 発表場所: University of Tokyo
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Quench dynamics of the uniform andnon-uniform Kitaev model (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki, T.Hikichi , K.Sengupta
  • 学会等名: Statistical Physics of Quantum Systems
  • 発表場所: University of Tokyo
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Quench dynamics of the uniform and non-uniform Kitaev model (2010)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 学会等名: STATPHYS Kolkata VII
  • 発表場所: 東京大学(ポスター発表)
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Kitaev模型のクエンチダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 引地匠
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] Quantum quench of a quantum Ising chain (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, D. Rossini and G. E. Santoro
  • 学会等名: Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: University of Tokyo
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] Quench Dynamics of the Quantum Ising Chain (2009)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 学会等名: Dynamics and Manipulation of Quantum Systems 2009
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] 横磁場イジング模型における量子クエンチとキンク密度の時間発展 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 横磁場イジング模型における量子クエンチとキンク密度の時間発展 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正
  • 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] Comparison of quench dynamics in quantum and classical systems (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki
  • 学会等名: International Workshop on Quantum Phase Transition and Dynamics : Quenching, Annealing and Quantum Computation(QAQC)
  • 発表場所: Saha Institute of Nuclear Physics, Kolkata, India
  • 年月日: 2009-02-07
• [学会発表] Comparison of quench dynamics in quantum and classical systems (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki
  • 学会等名: International Workshop on Quantum Phase Transition and Dynamics:Quenching, Annealing and Quantum Computation (QAQC), Saha Institute of Nuclear Physics
  • 発表場所: Kolkata, India
  • 年月日: 2009-02-07
• [学会発表] Comparison of quench dynamics in quantum and clasSiCal systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 学会等名: International Workshop on Quantum Phase Transition and Dynamics
  • 発表場所: University of Tokyo
  • 年月日: 2009-02-07
• [学会発表] Quantum annealing by a quantum Monte-Carlo method with cluster algorithm (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, S. Morita and T. Nakamura
  • 学会等名: Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: University of Tokyo
  • 年月日: 2008-10-21
• [学会発表] クラスターアルゴリズムによる量子アニーリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正、森田悟、中村統太
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] クラスターアルゴリズムによる量子アニーリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木正, 森田悟史、中村統太
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] A Comparison of classical and quantum annealing dynamics (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki
  • 学会等名: International Workshop on Statistical-Mechanical Informatics 2008(IW-SMI2008)
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai, Japan
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] A Comparison of classicaland quantum annealing dynamics (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Suzuki
  • 学会等名: International Workshop on Statistical-Mechanical Informatics 2008(IW-SMI2008)
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai, Japan(一般講演)
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] A comparison of clasSiCal and quantum annealing dynamics (2008)
  • 著者名/発表者名: Sei Suzuki
  • 学会等名: International Workshop on Statistical-Mechanical Informatics 2009
  • 発表場所: Sendai International Center
  • 年月日: 2008-09-15
• [図書] Quantum Ising Phases and Transitions in Transverse Ising Models
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, J. Inoue, and B. K. Chakrabarti
  • 出版者: Springer(in press)