| 研究課題/領域番号 |
23K10980
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60010:情報学基礎論関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
松本 隆太郎 東京工業大学, 工学院, 教授 (10334517)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 量子もつれ / 量子誤り訂正 / 量子インターネット / 量子エンタングルメント |
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| 研究開始時の研究の概要 |
エンタングルメント補助量子誤り訂正符号を直接変換することにより、エンタングルメント純粋化プロトコルの中で未解明であった繁殖プロトコルを得られることを予備的研究で明らかにした。本課題ではこの直接変換法を用いて既知のEPPより優れた性能を有するプロトコルを明らかにする。
・量子テレポーテーションを経由せずにEAQECCを直接EPPに変換する方法
・得られたEPPの性能が等しくなるEAQECCに関する十分条件
・その十分条件を用いて探索対象を削減した後の網羅的探索による優れたEPPを与えるEAQECCの特定
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| 研究実績の概要 |
ベネットらが１９９６年に提案したエンタングルメント蒸留プロトコルには、既に蒸留した量子もつれを用いるブリーディングプロトコルと、用いないハッシングプロトコルならびに再帰プロトコルがある。エンタングルメント蒸留プロトコルは量子インターネットの中核的要素技術で、その研究は来たるべき量子時代のために大事である。ブリーディングプロトコルは漸近的にはハッシングプロトコルを性能的に上回れないことが知られており今まであまり研究されていないが、予備的研究により漸近論ではない有限のリソースしか利用できない実用的な状況ではハッシングプロトコルを上回ることがあることがわかった。これらの予備的研究をきちんと整理し、情報理論とその応用シンポジウム（２０２３年１２月）で口頭発表を行った。その後雑誌論文としてまとめるべくさらなる研究の発展に努めている。
２０２３年度の主要な成果はブリーディングプロトコルをエンタングルメント補助量子誤り訂正符号(EAQECC)から構成できることであった。したがって、EAQECCそのものの研究を行うことも本課題の進展に資する。スペインの海外研究協力者Carlos GalindoならびにFernando Hernandoと共同で、優れたEAQECCを構成する手法を提案し、２０２３年９月に雑誌論文として掲載した。こちらの成果は、エンタングルメント補助を用いない量子誤り訂正符号の構成法として有名なSteaneの拡大法をEAQECCに拡張したもので、それにより従来のEAQECCを上回る性能のEAQECCを具体的に提案することができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今までに知られているエンタングルメント蒸留プロトコルよりも優れたプロトコルを具体的に構成できたので、まずまずの進み具合だと考えた。
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| 今後の研究の推進方策 |
２０２３年度のブリーディングプロトコルの構成方法は、量子もつれを共有する二者（アリスとボブと呼ぶ）の間で一方向の古典通信を行うプロトコルしか検討する時間が無かった。一方、古典通信は双方向に行うほうが一方向に限定するよりも高い性能を有するプロトコルを構成できることが知られている。２０２４年度は双方向の古典通信を行うブリーディングプロトコルについて検討し、より高い性能を持つプロトコルを具体的に見つけることを目指す。
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