量子検証システムの計算量的解析

• 研究課題/領域番号: 25330012
• 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: 情報学基礎理論
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 西村 治道 名古屋大学, 情報科学研究科, 准教授 (70433323)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 量子コンピュータ / 対話型証明 / NP / 量子計算量理論 / 量子NP / 対話型証明系

研究成果の概要

量子検証システムとは，証明者と呼ばれる強力な計算能力をもつものと検証者と呼ばれる多項式時間量子計算が行えるものの間の通信システムであり，その目的は検証者が決定問題の入力がYESか否かを効率的に検証することにある．本研究では，計算量理論の観点から量子検証システムの計算能力とその計算量的限界を研究した．とくに，QMAと呼ばれる非対話型の量子検証システムや１ラウンドの量子対話型証明システムを探究し，これらのシステムの簡素化を行ったり，基本的な性質を明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Quantum Interpretations of AWPP and APP (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Morimae, Harumichi Nishimura
  • 雑誌名: Quantum Information and Computation 巻: 16 ページ: 498-514
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantum Merlin-Arthur with Clifford Arthur (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Morimae, Masahito Hayashi, Harumichi Nishimura, Keisuke Fujii
  • 雑誌名: Quantum Information and Computation 巻: 15 ページ: 1420-1430
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stronger Methods of Making Quantum Interactive Proofs Perfectly Complete. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall and Harumichi Nishimura.
  • 雑誌名: SIAM Journal on Computing, published online 巻: - 号: 2 ページ: 243-289
  • DOI: 10.1137/140971944
  • NAID: 110009779047
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 量子計算の基礎 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村治道
  • 雑誌名: 情報処理 巻: 55 ページ: 682-688
• [雑誌論文] Recovering strings in oracles: quantum and classic（招待論文） (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Iwama, Harumichi Nishimura
  • 雑誌名: International Journal of Foundations of Computer Science 巻: 24 号: 07 ページ: 979-993
  • DOI: 10.1142/s0129054113400261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum network coding - How can network coding be applied to quantum information?（招待論文） (2013)
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 雑誌名: Proceedings of 2013 IEEE International Symposium on Network Coding 巻: 1 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1109/netcod.2013.6570840
• [学会発表] Power of quantum computation with few clean qubits (2015)
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 学会等名: Workshop around BQP
  • 発表場所: Center for ELC, Tokyo (Japan)
  • 年月日: 2015-12-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 量子版NPと量子版AMの計算複雑さ (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村治道
  • 学会等名: 第33回量子情報技術研究会
  • 発表場所: NTT厚木研究開発センタ（厚木市）
  • 年月日: 2015-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] AWPPの量子計算による解釈 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森前智行，西村治道
  • 学会等名: 第33回量子情報技術研究会
  • 発表場所: NTT厚木研究開発センタ（厚木市）
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] Quantum Merlin-Arthur with Clifford Arthur (2015)
  • 著者名/発表者名: 森前智行，林正人，西村治道，藤井啓佑
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 法政大学市ヶ谷キャンパス（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-10-02
• [学会発表] Impossibility of classically simulating one-clean-qubit computation (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤井啓祐，小林弘忠，森前智行，西村治道，玉手修平，谷誠一郎
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 信州大学長野（工学）キャンパス（長野市）
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] Quantum Interpretation of AWPP (2015)
  • 著者名/発表者名: 森前智行，西村治道
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 信州大学長野（工学）キャンパス（長野市）
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] 量子計算量クラス－PとNPの量子版とその先 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村治道
  • 学会等名: 基礎物理学研究所研究会「量子制御技術の発展により拓かれる量子情報の新時代」
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所（京都市）
  • 年月日: 2015-07-13
  • 招待講演
• [学会発表] Generalized Quantum Arthur-Merlin Games (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura
  • 学会等名: 30th Conference on Computational Complexity (CCC2015)
  • 発表場所: Oregon Convention Center, Portland, Oregon (USA)
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] Quantum network coding and the current status of its studies (2014)
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 学会等名: International Symposium on Information Theory and Its Applications
  • 発表場所: Melbourne (Australia)
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Generalized quantum Arthur-Merlin games (2014)
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 学会等名: ELC Workshop at the University of Tokyo on Qunatum Complexity Theory
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 年月日: 2014-08-18
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum algorithms for finding constant-sized sub-hypergraph (2014)
  • 著者名/発表者名: Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Seiichiro Tani
  • 学会等名: 20th International Conference on Computing and Combinatorics
  • 発表場所: Atlanta (USA)
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-06
• [学会発表] Quantum algorithms for matrix products over semiring (2014)
  • 著者名/発表者名: Francois Le Gall, Harumichi Nishimura
  • 学会等名: 14th Scandinavian Symposium and Workshops
  • 発表場所: Copenhagen (Denmark)
  • 年月日: 2014-07-02 – 2014-07-04
• [学会発表] 局所ハミルトニアンの非冗長性の計算量 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川崎涼，西村治道
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 松山（愛媛）
  • 年月日: 2014-06-13 – 2014-06-14
• [学会発表] Quantum network coding - How can network coding be applied to quantum information?
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 学会等名: 2013 IEEE International Symposium on Network Coding (NetCod2013)
  • 発表場所: Calgary (Canada)
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum Arthur and Quantum Merlin
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 学会等名: 5th Nagoya Winter Workshop on Quantum Information, Measurement, and Foundations (NWW2014)
  • 発表場所: Nagoya (Japan)
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum algorithms for matrix products over semirings
  • 著者名/発表者名: Francois Le Gall, 西村治道
  • 学会等名: 第２８回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] Stronger methods of making quantum interactive proofs perfectly complete
  • 著者名/発表者名: 小林弘忠, Francois Le Gall, 西村治道
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 奈良女子大学（奈良市）
• [学会発表] 定数サイズ部分ハイパーグラフ発見に対する量子アルゴリズム
  • 著者名/発表者名: Francois Le Gall, 西村治道, 谷誠一郎
  • 学会等名: 第２９回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
• [備考] 研究者のWEBページ
  • URL: http://www.math.cm.is.nagoya-u.ac.jp/~hnishimura
• [備考] 「研究者総覧」情報知
  • URL: http://www.is.nagoya-u.ac.jp/research/jhc.html
• [備考] 研究者のWEBページ
  • URL: http://www.math.cm.is.nagoya-u.ac.jp/~hnishimura/