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エンタングルメントを含むチャネルの特徴付けと量子チャネル符号化の定理の基礎付け

研究課題

研究課題/領域番号 23540162
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関東京理科大学

研究代表者

渡邉 昇  東京理科大学, 理工学部, 教授 (70191781)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード量子情報理論 / 量子エントロピー / 量子チャネル / エンタングルメント / 量子チャネル符号化 / エンタングルメント / 量子チャネル符号化 / 量子通信理論 / 量子符号化定理 / 量子エンタングルメント / 量子通信路容量 / 力学的エントロピー
研究成果の概要

本研究では,量子系のエントロピー理論と量子チャネル理論の研究を基に,量子チャネル符号化の定理の証明に必要となる数理的基礎の構築を目的に,以下のような課題研究を実施した。
量子テレポーテーションなどの量子エンタングルメントを含む量子チャネルの特徴付けを行い,(1)量子干渉チャネルに対する量子相互エントロピーの性質を調べた。(2)量子平均相互エントロピーの定式化を基に,種々の量子符号状態の量子平均相互エントロピーを計算した。さらに,Ohya-塚田-Umegakiの定理を遷移期待値や条件付き期待値を用いて,より一般的な量子系に拡張し,量子チャネル符号化の定理の証明に必要な基礎研究を実施した。

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (26件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 13件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Entropy type complexity of quantum processes2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: 2014 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1088/0031-8949/2014/t163/014026

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum transmission processes and their entropies2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      Russian Journal of Mathematical Physic

      巻: 21 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 結合チャネルの構成とその量子通信路容量について2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤博美,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 114 ページ: 107-110

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 直交状態を用いたFTMゲートの状態変化について2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴也,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 114 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] On treatment of Gaussian communication process by quantum entropies2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      QP- PQ Quantum Probability and White Noise Analysis

      巻: 30 ページ: 363-373

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ote on complexities for Gaussian communication processes2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      QP- PQ Quantum Probability and White Noise Analysis

      巻: 29 ページ: 261-269

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Entropy Based Treatment of Gaussian Communication Process for General Quantum Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      Open Systems and Information Dynamcs

      巻: 20 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple Photon Absorption Attack on Entanglement Based Quantum Key Distribution Protocols2013

    • 著者名/発表者名
      Guillaume Adenier, Noboru Watanabe, Irina Brasieva, Andrei Khrennikov
    • 雑誌名

      QP- PQ Quantum Probability and White Noise Analysis

      巻: 30 ページ: 171-185

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On complexity of quantum communication processes2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      Americal Institute of Physics

      巻: 1508 ページ: 334-342

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Note on Complexity of Quantum Transmission Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      the proceedings of the 3rd International Conference on Mathematical Physics and its applications

      巻: 30 ページ: 305-314

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Construction of Quantum Logical Gate by ESR2013

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Mayuzumi, Noboru Watanabe, Igor V. Volovich
    • 雑誌名

      the proceedings of the 3rd International Conference on Mathematical Physics and its applications

      巻: 30 ページ: 297-304

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コヒーレント光を制御に用いたFTMゲートの定式化2013

    • 著者名/発表者名
      沖 英幸,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 113 ページ: 69-73

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ビームスプリッターによって生成された量子エンタングルド状態を用いた量子テレポーテーションの定式化2013

    • 著者名/発表者名
      大倉隆輔,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 113 ページ: 65-68

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 4つの基底状態を観測に用いた量子テレポーテーションの定式化について2013

    • 著者名/発表者名
      山内 将,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 113 ページ: 75-78

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 三角格子イジングモデルにおける量子論理ゲートの定式化2013

    • 著者名/発表者名
      金野文人,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 113 ページ: 79-82

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On Treatment of Communication Processes by Quantum Entropies2012

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      Americal Institute of Physics

      巻: 1424 ページ: 354-363

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double Blinding-Attack on Entanglement-Based Quantum Key Distribution Protocols2012

    • 著者名/発表者名
      Guillaume Adenier, Noboru Watanabe, Irina Brasieva and Andrei Khrennikov
    • 雑誌名

      Americal Institute of Physics

      巻: 1424 ページ: 9-16

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Construction of Quantum Teleportation by Kossakowski-Ohya Scheme Based on Non-Maximum Entangled States Generated by Squeezed States2012

    • 著者名/発表者名
      D. Nakajima and N. Watanabe
    • 雑誌名

      The Proceedings of the 35nd Symposium on Information Theory and its Applications SITA2012

      巻: 35 ページ: 541-544

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ESRを用いた量子論理ゲートの定式化について2012

    • 著者名/発表者名
      黛 健一郎,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 112 ページ: 79-84

    • NAID

      110009625958

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 量子相関を用いた状態遷移過程の定式化について2012

    • 著者名/発表者名
      渡邉晃弘,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 112 ページ: 73-77

    • NAID

      110009625943

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Entropy type complexities in quantum dynamical processes2011

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      QP- PQ Quantum Probability and White Noise Analysis

      巻: 26 ページ: 387-401

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fair sampling test for Ekert protocol2011

    • 著者名/発表者名
      Guillaume Adenier and Noboru Watanabe
    • 雑誌名

      QP- PQ Quantum Probability and White Noise Analysis

      巻: 26 ページ: 403-412

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission Efficiency of Quantum Teleportation Using Entangled State Generated from Squeezed Coherent States2011

    • 著者名/発表者名
      K. Koyano and N. Watanabe
    • 雑誌名

      The Proceedings of the 34nd Symposium on Information Theory and its Applications SITA2011

      巻: 34 ページ: 547-550

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On Efficiency of Information Transmission of Quantum Control Processes by Using Noisy Optical Multiple Channels and Squeezed States2011

    • 著者名/発表者名
      N. Wakimoto and N. Watanabe
    • 雑誌名

      The Proceedings of the 34nd Symposium on Information Theory and its Applications SITA2011

      巻: 34 ページ: 551-554

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Formulization of the Shor's Algorithm using the FTM gate in consideration of the 3rd clause2011

    • 著者名/発表者名
      T. Manchu and N. Watanabe
    • 雑誌名

      The Proceedings of the 34nd Symposium on Information Theory and its Applications SITA2011

      巻: 34 ページ: 433-438

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 偶数と奇数からなる量子状態を用いた量子テレポーテーションについて2011

    • 著者名/発表者名
      中島大貴,渡邉 昇
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 111 ページ: 77-79

    • NAID

      110008800377

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] On Entropies of Compound Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The QBIC Workshop 2014, Tokyo University of Science
    • 発表場所
      Tokyo University of Science, Noda, Japan
    • 年月日
      2014-10-23 – 2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NOTE ON ENTROPIES OF QUANTUM COMPOUND SYSTEMS2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      Satellite Conference of the International Congress of Mathematicians 2014,35th International Conference on Quantum Probability and Related Topics
    • 発表場所
      Chungbuk National University, Cheongju, Korea
    • 年月日
      2014-08-22 – 2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Note on Entropies for Compound Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      46 Symposium on Mathematical Physics
    • 発表場所
      Nicolaus Copernicus University, Torun, Poland
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ON ENTROPY OF QUANTUM COMPOUND SYSTEMS2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The International Conference on Quantum Theory: from Problems to Advances - QTPA
    • 発表場所
      Linnaeus University, Vaxjo, Sweden
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Note on entropy type complexity of communication processes2014

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The IMS Workshop on IDAQP (Infinite Dimensional Anaysis and Quantum Probability) and Their Applications
    • 発表場所
      IMS, NUS, Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] On Entropy Type Complexity for Quantum Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The International Conference on Quantum Theory: Advances and Problems - QTAP
    • 発表場所
      Linnaeus University, Vaxjo, Sweden
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On Entropy - Type Complexities for Communication Process2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      45 Symposium on Mathematical Physics
    • 発表場所
      Nicolaus Copernicus University, Torun, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Note on Entropy Type Complexities for Communication Channel2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      Quantum Probability, Statistics and Contro
    • 発表場所
      Nottingham,the United Kingdom
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Note on Entropy Type Complexity for Transmissin Process2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The 34th International Conference on Quantum Probability and Related Topics
    • 発表場所
      Steklov Mathematical Institute, Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On construction of CCNOT gate based on ESR2013

    • 著者名/発表者名
      F. Konno, N. Watanabe
    • 学会等名
      The 34th International Conference on Quantum Probability and Related Topics
    • 発表場所
      Steklov Mathematical Institute, Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] On Entropy Type Complexities of Gaussian Communication Process2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The 3rd QBIC Workshop 2013
    • 発表場所
      Tokyo University of Science, Noda, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Note on Complexity in Quantum Transmission Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on IDAQP – White Noise, Quantum Information and Statistics -
    • 発表場所
      Aichi Prefectural University, Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Entropy Type Complexities in Quantum Communication Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      QBIC Workshop 2013
    • 発表場所
      Tokyo University of Science, Noda, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] On Entropy Type Measures in Quantum Transmission Processes2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      2nd QBIC Workshop 2013
    • 発表場所
      Tokyo University of Science, Noda, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] On complexity of Quantum Communication Processes2012

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The International Conference on Quantum Theory; Reconsideration of Foundations - 6
    • 発表場所
      Linnaeus University, Vaxjo, Sweden
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Note on Complexity of Quantum Communication Processes2012

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      44 Symposium on Mathematical Physics
    • 発表場所
      Nicolaus Copernicus University, Torun, Poland
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Note on Complexity of Quantum Transmissin Processes2012

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      3rd International Conference on Mathathematical Physics and Its Applications
    • 発表場所
      Samara, Russia
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On Construction of Quantum Logical Gate by ESR2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Mayuzumi, N. Watanabe and Igor Volovich
    • 学会等名
      3rd International Conference on Mathathematical Physics and Its Applications
    • 発表場所
      Samara, Russia
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] On Complexities of Quantum Transmission Process2012

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      33nd International Conference on Quantum Probability and Related Fields
    • 発表場所
      Marseille, France
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Note on Mathematical Treatment of Communication System by Quantum Entropies2011

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      32nd International Conference on Quantum Probability and Related Topics(招待講演)
    • 発表場所
      Levico, Italy
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] On Treatment of Communication Process by Quantum Entropies2011

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      The International Conference on Foundations of Probability and Physics - 6(招待講演)
    • 発表場所
      Linnaeus University, Vaxjo, Sweden
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Mathematical Treatment of Communication System by Quantum Entropies2011

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe
    • 学会等名
      43 Symposium on Mathematical Physics(招待講演)
    • 発表場所
      Nicolaus Copernicus University, Torun, Poland
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] Open Systems, Entanglement and Quantum Optics2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, Andrzej Jamiolkowski, et al
    • 総ページ数
      138
    • 出版者
      Intech Book
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Chapter " Quantum Communication Processes and Their Complexity" in Open Systems, Entanglement and Quantum Optics2013

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe (Edited by Andrzej Jamiolkowski)
    • 出版者
      InTech — Open Access Company
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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