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限定アクセス下の高次元量子多体系のシステム同定と全系制御

研究課題

研究課題/領域番号 26400400
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 数理物理・物性基礎
研究機関大阪市立大学

研究代表者

丸山 耕司  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 客員准教授 (00425646)

研究分担者 加藤 豪  日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, メディア情報研究部, 主任研究員 (20396188)
尾張 正樹  静岡大学, 情報学部, 准教授 (80723444)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
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)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード量子制御 / 数理物理 / 量子コンピュータ / 量子システム同定 / 量子制御理論 / 限定アクセス / 制限アクセス / ジョルダン代数 / 量子情報 / 情報統計力学
研究成果の概要

究極のミクロな世界での物理現象を利用する量子情報処理などの実現には,多数の量子からなる系を自在に制御する技術の確立が必要である.直接のアクセスを一部に限定して制御パラメータを最小化したシナリオにおける量子制御と,量子ダイナミクスを規定するハミルトニアンを推定する方法を研究,それが可能であることを見出した.同時に、アクセスする部分系S上では区別不能なハミルトニアンと量子状態の組が存在することを明らかにした.さらに数学的に一般化した状況で,そもそも限定アクセスが代数構造にどのような制限を課すのかを調べ,部分系S次元により全系制御可能性,空間構造に大きな特徴が現れることを明確にした.

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 「アンタッチャブル」な量子系の間接制御2018

    • 著者名/発表者名
      丸山耕司,加藤豪
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 73 ページ: 134-142

    • NAID

      40021484499

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-shot secure quantum network coding on butterfly network with free public communication2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Owari,Go Kato, and Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Quantum Science and Technology

      巻: 3 号: 1 ページ: 014001-014001

    • DOI

      10.1088/2058-9565/aa8ac4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Secrecy and robustness for active attack in secure network coding2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Masahito、Owari Masaki、Kato Go、Cai Ning
    • 雑誌名

      Proceedings of 2017 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)

      巻: 1 ページ: 1172-1176

    • DOI

      10.1109/isit.2017.8006713

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] エントロピーの認識論的理解2016

    • 著者名/発表者名
      丸山耕司
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 635 ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Operational derivation of Maxwell-Boltzmann distribution with Maxwell’s demon2015

    • 著者名/発表者名
      A. Hosoya, K. Maruyama, and Y. Shikano
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 17011-17011

    • DOI

      10.1038/srep17011

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Probing an untouchable environment for its identification and control2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Owari, Koji Maruyama, Takeji Takui, and Go Kato
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 91 号: 1 ページ: 0123431-20

    • DOI

      10.1103/physreva.91.012343

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Hilbert space structure induced by limited access to quantum system2017

    • 著者名/発表者名
      丸山耕司
    • 学会等名
      OIST Workshop on quantum control
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県国頭郡恩納村)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Aggregating quantum repeaters for the quantum internet2017

    • 著者名/発表者名
      加藤豪
    • 学会等名
      Quantum Information Technology Workshop (Annual Meeting 2017)
    • 発表場所
      JST東京本部別館(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セキュア量子ネットワーク符号2016

    • 著者名/発表者名
      尾張正樹
    • 学会等名
      量子情報と有限長理論の新展開
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市千種区)
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Classical communication without causal order2016

    • 著者名/発表者名
      尾張正樹
    • 学会等名
      The International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      シンガポール国立大学(シンガポール)
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hamiltonian identification under limited access with minimal pre-knowledge2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Maruyama
    • 学会等名
      Workshop on Recent Topics in Quantum Information Science
    • 発表場所
      Adam Mickiewicz University, Poznan, Poland
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hamiltonian identification under limited access with minimal pre-knowledge2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Maruyama
    • 学会等名
      Workshop on quantum information processing and quantum control
    • 発表場所
      CNRS-Telecom Paris Tech, INFRES, Paris, France
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tight Asymptotic Bounds on Local Hypothesis Testing Between a Pure Bipartite State and the White Noise State2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Owari
    • 学会等名
      2015 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT 2015)
    • 発表場所
      Hong Kong Convention and Exhibition Centre, 香港
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hamiltonian identification under limited access with minimal pre-knowledge2015

    • 著者名/発表者名
      丸山耕司
    • 学会等名
      Quantum Control of Light and Matter
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学, 沖縄県国頭郡恩納村
    • 年月日
      2015-01-14 – 2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Probing an untouchable environment as a resource for quantum computing2015

    • 著者名/発表者名
      加藤豪
    • 学会等名
      Quantum Information Processing 2015
    • 発表場所
      University of Technology Sydney, Australia
    • 年月日
      2015-01-12 – 2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Probing an untouchable environment for its identification and control2014

    • 著者名/発表者名
      尾張正樹
    • 学会等名
      Workshop “Mathematical and Physical Aspects of Interacting Quantum Systems and Models”
    • 発表場所
      九州大学, 福岡県福岡市
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] System identification under limited access with minimal pre-knowledge2014

    • 著者名/発表者名
      丸山耕司
    • 学会等名
      Quantum Control Engineering: Mathematical Principles and Applications
    • 発表場所
      Issac Newton Institute, Cambridge, UK
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Electron Spin Resonance (ESR) Based Quantum Computing2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Maruyama and Daniel Burgarth
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 数理科学(5月号)「エントロピーの認識論的理解」2016

    • 著者名/発表者名
      丸山耕司
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      サイエンス社
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Electron Spin Quantum Computing: Electron Spin-Qubit Based Quantum Computing and Quantum Information Processing 312015

    • 著者名/発表者名
      Koji Maruyama and Daniel Burgarth
    • 総ページ数
      32
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] Quantum Computing, Quantum Communication and Quantum Metrology2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nakazawa, S. Nishida, K. Sato, K. Toyota, D. Shiomi, Y. Morita, K. Sugisaki, E. Hosseini, K. Maruyama, S. Yamamoto, M. Kitagawa, and T. Takui
    • 総ページ数
      46
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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