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情報処理を伴う非平衡定常系における統計力学の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23840024
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関京都大学

研究代表者

沙川 貴大  京都大学, 白眉センター, 助教 (60610805)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードゆらぎの定理 / 非平衡定常系 / フィードバック制御 / 非平衡統計力学 / 熱力学第二法則 / マクスウェルのデーモン / 相互情報量 / 統計力学 / 数理物理 / 情報システム
研究概要

測定やフィードバックを含む情報処理過程に適用できる形に,非平衡関係式や熱力学第二法則を一般化する統一的な枠組みを構築することに成功した.それを用いて,情報処理を行う分子機械のモデルの非平衡定常状態におけるエントロピーと情報の生成を求め,両者の関係を明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 7件) 図書 (3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Unconditional quantum-noise suppression via measurement-based quantum feedback2013

    • 著者名/発表者名
      R. Inoue, S. Tanaka, R. Namiki, T. Sagawa, and Y.Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: Vol.110 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.163602

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometrical pumping in quantum transport: Quantum master equation approach2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Yuge, Takahiro Sagawa, Ayumu Sugita, Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 86 号: 23 ページ: 235308-235308

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.235308

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluctuation Theorem with Information Exchange: Role of Correlations in Stochastic Thermodynamics2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa, M. Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.180602

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonequilibrium thermodynamics of feedback control2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa and Masahito Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 85 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreve.85.021104

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamics of Information Processing in Small Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics

      巻: 127 号: 1 ページ: 1-56

    • DOI

      10.1143/ptp.127.1

    • NAID

      110009421549

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometrical expression of excess entropy production2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa, Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 84 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.84.051110

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小非平衡系における情報熱力学2011

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大,上田正仁
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 66 ページ: 828-831

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Hamiltonian Derivations of the Generalized Jarzynski Equalities under Feedback Control2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 297 ページ: 012015-012015

    • DOI

      10.1088/1742-6596/297/1/012015

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uncertainty Relation Revisited from Quantum Estimation Theory2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Watanabe, T.Sagawa, M.Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 84 号: 4 ページ: 42121-42121

    • DOI

      10.1103/physreva.84.042121

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Costs for Quantum Information Processing2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa, Energetic and Entropic
    • 学会等名
      The Fourth Nagoya Winter Workshop on Quantum Information, Measurement, and Foundations
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2013-02-19
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Energetic and Entropic Costs for Quantum Information Processing2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 学会等名
      The Fourth Nagoya Winter Workshop on Quantum Information, Measurement, and Foundations
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 情報処理プロセスにおけるゆらぎの定理2013

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大
    • 学会等名
      第一回統計物理学懇談会
    • 発表場所
      学習院大学、東京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Second Law of Thermodynamics for Information-Heat Engines2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2012-06-27
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium Thermodynamics of Quantum Feedback Control, kTLog2 Cuenca: Quantum2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa
    • 学会等名
      Fluctuations and Information
    • 発表場所
      Cuenca, Spain
    • 年月日
      2012-05-24
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小非平衡系における情報処理の熱力学2012

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大
    • 学会等名
      ワークショップ「力学的決定性と統計性の中間領域を探るIV」
    • 発表場所
      関西セミナーハウス,京都
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 微小系における情報処理の熱力学2012

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会:シンポジウム「化学反応や生体高分子の構造変化における状態変化の起源を探る」
    • 発表場所
      関西学院大学,西宮
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium Thermodynamics with Feedback Control2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 学会等名
      East Asia Joint Seminars on Statistical Physics 2012
    • 発表場所
      Suzhou, China(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 情報処理過程における熱力学第二法則2012

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大
    • 学会等名
      第2回情報ネットワーク科学研究会
    • 発表場所
      関西学院大学大阪梅田キャンパス,大阪(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Information Thermodynamics2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa
    • 学会等名
      第13回日米先端科学シンポジウム
    • 発表場所
      Irvine, California, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium Thermodynamics of Quantum Feedback Control2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 学会等名
      kTLog2 Cuenca: Quantum Fluctuations and Information
    • 発表場所
      Cuenca, Spain
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluctuation-Response Relation with Feedback Control2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 学会等名
      A Workshop on Non-equilibrium fluctuation-response relations
    • 発表場所
      Isola del Giglio, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Second Law of Thermodynamics for Information-Heat Engine2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2012
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子情報処理における熱力学第二法則2012

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大
    • 学会等名
      情報統計力学の最前線-確率が繋ぐ自然現象と情報処理の数理-
    • 発表場所
      東北大学、宮城県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 少数自由度系における情報処理の熱力学2012

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会 シンポジウム「少数性:生化学の新たな視点」
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermodynamics of Feedback Control in Small Nonequilibrium Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 学会等名
      Regional Bio-Soft Matter Workshop : Non-equilibrium statistical Physics in Bio-Soft Systems
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] フィードバック制御がある系の情報と熱力学の展開(第5回領域11若手奨励賞受賞講演)2011

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学,富山(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Information thermodynamics : The Jarzynski equality and the second law of thermodynamics for information processing processes2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 学会等名
      Thermodynamics : Can macro learn from nano?
    • 発表場所
      Malmo, Sweden(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Nonequilibrium Statistical Physics of Small Systems: Fluctuation Relations and Beyond2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa and Masahito Ueda
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] Thermodynamics of Information Processing in Small Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] Second Law-Like Inequalities with Quantum Relative Entropy: An Introduction2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sagawa
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.taksagawa.com/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 沙川貴大のホームページ

    • URL

      http://www.taksagawa.com/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.taksagawa.com/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-09-05   更新日: 2019-07-29  

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