量子環境物理学

• 研究課題/領域番号: 22540292
• 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: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 中里 弘道 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00180266)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 量子基礎論 / 量子ダイナミクス / 量子コヒーレンス / 量子開放系 / 量子力学基礎 / 射影操作 / 国際研究者交流 / 量子状態 / 国際研究者交流(イタリア) / マスター方程式 / 散逸過程 / entanglement

研究成果の概要

本研究課題では，外界(環境系)との相互作用下にある注目量子系の物理を，これまで不問に付されてきた感のある環境系のダイナミクスや量子系のコヒーレンスやエンタングルメントといった量子論的特徴の振る舞いを通して解析し，いわゆる開いた量子系の理解を格段に進めることを目指した．特に，環境系の特徴付けと開いた量子系の動力学の解明を進めるとともに，量子情報分野や場の量子論といった関連分野への応用を様々な観点から遂行した．なかでも量子論に特徴的な測定操作がダイナミクスに及ぼす影響に関しては，従来考えられていた以上に決定的役割を果たし得ることが明らかになった．

研究成果

• [雑誌論文] Phase randomization and typicality in the interference of two condensates (2014)
  • 著者名/発表者名: Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Francesco V. Pepe, Golam Ali Sekh and Kazuya Yuasa
  • 雑誌名: International Journal of Quantum Information 巻: 12 号: 07n08 ページ: 1560019-1560019
  • DOI: 10.1142/s0219749915600199
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analytically solvable Hamiltonians for quantum two-level systems and their dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Antonino Messina and Hiromichi Nakazato
  • 雑誌名: Journal of Physics A: Math. Theor. 巻: 47 号: 44 ページ: 445302-445302
  • DOI: 10.1088/1751-8113/47/44/445302
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exponential Rise of Dynamical Complexity in Quantum Computing through Projections (2014)
  • 著者名/発表者名: Daniel Klaus Burgarth, Paolo Facchi, Vittorio Giovannetti, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio and Kazuya Yuasa
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5173-5173
  • DOI: 10.1038/ncomms6173
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interference in a two-mode Bose system as a typical phenomenon (2014)
  • 著者名/発表者名: Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Francesco V. Pepe and Kazuya Yuasa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 89 号: 6 ページ: 063625-063625
  • DOI: 10.1103/physreva.89.063625
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determining eigenvalues of a density matrix with minimal information in a single experimental setting (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Tanaka, Y. Ota, M. Kanazawa, G. Kimura, H. Nakazato, F. Nori
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 89 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.89.012117
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Measurement of purity, the simplest nonlinear functional of the density matrix (2014)
  • 著者名/発表者名: Tohru Tanaka and Hiromichi Nakazato
  • 雑誌名: Open Systems & Information Dynamics 巻: 21 号: 01n02 ページ: 1440009-1440009
  • DOI: 10.1142/s1230161214400095
  • 査読あり
• [雑誌論文] A controlled-NOT gate in a chain of qubits embedded in a spin field-effect transistor and its process tomography (2013)
  • 著者名/発表者名: Makoto Unoki, Hiromichi Nakazato, Kazuya Yuasa and Kanji Yoh
  • 雑誌名: The European Physical Journal B 巻: 86 号: 9 ページ: 393-399
  • DOI: 10.1140/epjb/e2013-40339-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Abelian phases from quantum Zeno dynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Vittorio Giovannetti, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio and Kazuya Yuasa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 88 号: 4
  • DOI: 10.1103/physreva.88.042107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of a minimal purity-measurement scheme critically depends on the parity of dimension of the quantum system (2013)
  • 著者名/発表者名: Toru Tanaka, Gen Kimura and Hiromichi Nakazato
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 87 号: 1 ページ: 12303-12303
  • DOI: 10.1103/physreva.87.012303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement Scheme for Purity Based on Two Two-Body Gates (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nakazato, T. Tanaka, K. Yuasa, G. Florio, and S. Pascazio
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 85 号: 4
  • DOI: 10.1103/physreva.85.042316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat capacity and entanglement measure in a simple two-qubit model (2011)
  • 著者名/発表者名: Bruno Leggio, Anna Napoli, H.Nakazato, Antonino Messina
  • 雑誌名: Journal of Russian Laser Research 巻: 32 ページ: 362-371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissipative Effects on a Generation Scheme of a W State in an Array of Coupled Josephson Junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Migliore, M. Scala, A. Napoli, K. Yuasa, H. Nakazato, and A. Messina
  • 雑誌名: Journal of Physics B 巻: 44 号: 7 ページ: 075503-075503
  • DOI: 10.1088/0953-4075/44/7/075503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distillation by repeated measurements : Continuous spectrum case (2010)
  • 著者名/発表者名: Bruno Bellomo, Giuseppe Compagno, Hiromichi Nakazato, Kazuya Yuasa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral resolution of the Liouvillian of the Lindblad master equation for a harmonic oscillator (2010)
  • 著者名/発表者名: Daigo Honda, Hiromichi Nakazato, Motoyuki Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Mathematical Physics 巻: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entanglement generation by a three-dimensional qubit scattering : Concurrence vs.path (in)distinguishability (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasser Omar, Yuichiro Hida, Hiromichi Nakazato, Kazuya Yuasa
  • 雑誌名: Quantum Communication and Quantum Networking (Springer Verlag) 巻: 36 ページ: 17-25
  • 査読あり
• [学会発表] 反対称化演算子を用いた密度演算子の固有値測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中 亨，木村 元，中里 弘道
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
• [学会発表] 量子系の純粋度の最小構成測定方法と量子系の次元 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中 亨，木村 元，中里 弘道
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学常盤台キャンパス