基底状態の量子もつれ破壊と量子エネルギーテレポーテーションの理論研究

• 研究課題/領域番号: 22540406
• 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
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 堀田 昌寛 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60261541)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010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: (C)量子情報 / 量子力学 / 量子プロトコル / 量子エンタングルメント / 量子エネルギーテレポーテーション

研究概要

量子エネルギーテレポーテーション(QET)を2つの量子ビット系で実現できる最も簡単なモデルを構成できた。また基底状態の量子もつれ量が大きいほど、転送エネルギー量も大きくなることが示された。また量子電磁場の零点振動の量子測定においてより大量の基底状態の情報を引き出すと、それを用いたQETでの転送エネルギーも増えることが分かった。一般的な量子スピン鎖モデルにおいては、基底状態のエンタングルメントエントロピーが転送エネルギーの2乗に比例する量の上限値になることも証明された。また量子ホール端電流系を用いると実験でQETが検証できる可能性が高いことも発見された。さらに有限温度系でもQETが有効であることも示された。

研究成果

• [雑誌論文] Ground-state entangle ment bound for quantum energy teleportation of general spin-chain models (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 87 ページ: 0323131-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] GROUND-STATE ENTANGLEMENT BOUND FOR QUANTUM ENERGY TELEPORTATION OF GENERAL SPIN-CHAIN MODELS (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 87 ページ: 0323131-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 真空に隠れる情報と量子エネルギーテレポーテーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀田昌寛
  • 雑誌名: 数理科学 巻: 585巻 ページ: 35-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum energy teleportation in a quantum Hall system (2011)
  • 著者名/発表者名: Go Yusa,Wataru Izumida and Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 84 ページ: 0323361-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum energy teleportation : New energy distribution inside quantum computer without thermal decohenrence (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Computing, Communications and Control Technology 2011 巻: (CD-ROM版)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energu-entaglement rel ation for quantum energy teleportation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physics Letter A 巻: 374 ページ: 3416-3421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum energy teleportation with a lin ear harmonic chain (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasusada Nambu and Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82 ページ: 0423291-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled Hawking pr ocess by quantum energy teleportation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 81 ページ: 0440251-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum energy telepo rtation with an electromagnetic field: dis crete vs. continuous variables (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 巻: 43 ページ: 1053051-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] QUANTUM ENERGY TELEPORTATION WITH AN ELECTROMAGNETIC FIELD : DISCRETE VS.CONTINUOUS VARIABLES (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Journal of Physics A : Mathematical and Theoretical 巻: 43 ページ: 1053051-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] ENERGY ENTANGLEMENT RELATION FOR QUANTUM ENERGY TELEPORTATION (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physics Letter A 巻: 374 ページ: 3416-3421
  • 査読あり
• [雑誌論文] QUANTUM ENERGY TELEPORTATION WITH A LINEAR HARMONIC CHAIN (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasusada Nambu, Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82 ページ: 0423291-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] CONTROLLED HAWKING PROCESS BY QUANTUM ENERGY TELEPORTATION (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 81 ページ: 0440251-10
  • 査読あり
• [学会発表] Informtion-energy relation of quantum energy teleportation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hotta
  • 学会等名: ICQIT2013
  • 発表場所: 国立情報学研究所
  • 年月日: 2013-01-17
• [学会発表] Information-Energy Relation of Quantum Energy Teleportation (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 学会等名: ICQIT2013
  • 発表場所: 国立情報学研究所
• [学会発表] Quantum Energy Teleportation Enabled by Thermal Discord (2013)
  • 著者名/発表者名: Micael Frey
  • 学会等名: Quantum Information and Computation XI
  • 発表場所: Baltimore Convention Center,米国
• [学会発表] Implementation of quantum energyteleportation to a quantum Hall system (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Yusa, W. Izumida, M. Hotta
  • 学会等名: Quantum Vacuum Kawatabi 2012
  • 発表場所: 東北大学川渡セミナーセ ンター
  • 年月日: 2012-10-21
• [学会発表] 量子力学は、今後も破れずにいられるのか? (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀田昌寛
  • 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機構.
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 量子力学は、今後も破れずにいられるのか? (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀田昌寛
  • 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機構
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Implementation of quantum energy teleportation to a quantum Hall system (2012)
  • 著者名/発表者名: Go Yusa
  • 学会等名: Quantum Vacuum Kawatabi 2012
  • 発表場所: 東北大学
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum energy teleportation: New energy distribution inside quantum computer without decoherence (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 学会等名: International conference on computing communications and controltechnologies
  • 発表場所: 米国フロリ ダ
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] Quantum energy teleportation : New energy distribution inside quantjm computer without decoherence (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 学会等名: International conference on computing, communic ations and control technologies
  • 発表場所: 米国フロリダ
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] Brief Introduction to Quantum Energy Teleportation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 学会等名: Science Foo Camp Meeting 2010
  • 発表場所: 米国・グーグル本社.
  • 年月日: 2010-07-31
• [学会発表] Brief Introduction to Quantum Energy Teleportation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 学会等名: Science Foo Camp Meeting 2010
  • 発表場所: アメリカ・グーグル本社
  • 年月日: 2010-07-31
• [学会発表] Quantum Energy Teleportation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 発表場所: カナダ・ ブリティッシュコロンビア大学.
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] Quantum Energy Teleportation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Hotta
  • 学会等名: 10th Canadian Summer School on Quantum Information
  • 発表場所: カナダ・ブリティッシュコロンビア大学
  • 年月日: 2010-07-28
• [図書] 量子情報と時空（仮） (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀田昌寛
  • 総ページ数: 180
  • 出版者: サイエンス社