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2017 年度 実施状況報告書

真軌道計算の展開: 非線形現象の解明と擬似乱数生成への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K00342
研究機関公立はこだて未来大学

研究代表者

斉藤 朝輝  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 准教授 (60344040)

研究分担者 田村 純一  津田塾大学, 付置研究所, 研究員 (90418905)
安富 真一  東邦大学, 理学部, 教授 (60230231)
山口 明宏  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (60281789)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード真軌道計算 / カオス / 非線形現象 / 擬似乱数 / 代数的数 / p進数 / 連分数 / Lagrangeの定理
研究実績の概要

擬似乱数生成器を提案する上では,あたえられたシード(種)を擬似乱数列に変換するアルゴリズムだけでなく,シード全体の集合として何を考えているかについても明確にする必要がある.このシード集合に関して,平成29年度の研究により,以下のことが明らかになった.
1. 実2次代数的整数上のBernoulli写像の真軌道を使った擬似乱数生成器のシード集合が,一様性,体の不一致,(整数を加えることによって全ての実2次代数的整数を覆えるという意味での)一般性,各要素の連分数展開の純周期性という著しい性質をもつ.
2. p=2進数体の2次代数的要素上のBernoulli写像の真軌道を使った擬似乱数生成器のシード集合も,1と同様の性質をもつ.
3. 虚2次代数的整数の集合で,同様の性質をもつものが存在する.(この結果,虚2次代数的整数を使った新しい真軌道擬似乱数生成器の存在も明らかになった.)
真軌道を使った擬似乱数生成器では,非周期性などの望ましい性質を理論的に保証でき,また,その統計性も極めて良好だが,計算コストが高いという問題点がある.平成29年度は,統計性ができるだけ良好でかつ計算コストが低い擬似乱数生成器の実現を目指し,実2次代数的整数上の真軌道を使った擬似乱数生成器を有限状態で近似する擬似乱数生成器の構築を行った.
また,多次元p進連分数アルゴリズムの構築,および,サブスティテューションとRauzyフラクタルのp進世界への拡張に関する研究も行った.

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

真軌道計算の擬似乱数生成への応用に関して,関連する連分数の研究も含めて順調に研究が進展した.また,平成29年度は,査読無し論文3篇,国内外の会議に15件の成果発表を行うことができた.以上から,本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する.

今後の研究の推進方策

最終年度となる平成30年度に,積み残しの研究項目を遂行する.

次年度使用額が生じた理由

本研究課題で得られた成果を平成30年度に開催される国際会議で発表するため,平成29年度に計画していた研究分担者との打合せを中止し,研究連絡旅費の一部を使用しなかった.未使用額は,その国際会議に参加するための旅費として使用する.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] テント写像の真軌道計算とその擬似乱数生成への応用2018

    • 著者名/発表者名
      斉藤朝輝
    • 雑誌名

      北海道大学数学講究録

      巻: 172 ページ: 18-23

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] p進数体上の連分数アルゴリズムとその周期性2018

    • 著者名/発表者名
      斉藤朝輝, 田村純一, 安冨真一
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 掲載予定 ページ: -

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multidimensional p-adic continued fraction algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      安冨真一, 斉藤朝輝, 田村純一
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 掲載予定 ページ: -

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Finite-state approximation of a pseudorandom number generator using true orbits of the Bernoulli map2018

    • 著者名/発表者名
      斉藤朝輝
    • 学会等名
      Workshop「数論とエルゴード理論」
  • [学会発表] Some multi-dimensional continued fractions and the linear independence measure of related values2018

    • 著者名/発表者名
      田村純一
    • 学会等名
      Workshop「数論とエルゴード理論」
  • [学会発表] Certain p-adic continued fraction expansion2018

    • 著者名/発表者名
      安冨真一
    • 学会等名
      Workshop「数論とエルゴード理論」
  • [学会発表] Certain multidimension p-adic continued fraction algorithm and cubic numbers2018

    • 著者名/発表者名
      Shin-Ichi Yasutomi
    • 学会等名
      Diophantine Analysis and Related Fields 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 乱数性の劣る2値系列を用いた乱数検定の特徴付けについて2018

    • 著者名/発表者名
      山口明宏, 斉藤朝輝
    • 学会等名
      日本応用数理学会第14回研究部会連合発表会
  • [学会発表] Pseudorandom number generator based on the binary expansion of algebraic integers and its p-adic analogue2017

    • 著者名/発表者名
      Asaki Saito
    • 学会等名
      Prime Numbers and Automatic Sequences: Determinism and Randomness
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Continued fractions and pseudorandom numbers based on p-adic chaotic maps2017

    • 著者名/発表者名
      Asaki Saito
    • 学会等名
      Workshop “Number Theoretical Aspects of Tilings and Dynamics”
  • [学会発表] 代数的整数上のBernoulli写像による擬似乱数生成2017

    • 著者名/発表者名
      斉藤朝輝
    • 学会等名
      第3回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
  • [学会発表] Continued fraction algorithms and Lagrange's theorem in the p-adic number field2017

    • 著者名/発表者名
      Asaki Saito
    • 学会等名
      Analytic Number Theory and Related Areas
    • 国際学会
  • [学会発表] Convergence theorems of substitutions and Rauzy fractals in the p-adic world2017

    • 著者名/発表者名
      Jun-Ichi Tamura
    • 学会等名
      Prime Numbers and Automatic Sequences: Determinism and Randomness
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multidimensional p-adic continued fraction algorithms and p-reduced matrices2017

    • 著者名/発表者名
      Shin-Ichi Yasutomi
    • 学会等名
      Prime Numbers and Automatic Sequences: Determinism and Randomness
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On p-reduced lattice and multidimensional p-adic continued fraction algorithms2017

    • 著者名/発表者名
      Shin-Ichi Yasutomi
    • 学会等名
      Analytic Number Theory and Related Areas
    • 国際学会
  • [学会発表] Multidimensional p-adic continued fraction algorithms and cubic number fields2017

    • 著者名/発表者名
      Shin-Ichi Yasutomi
    • 学会等名
      Workshop “Number Theoretical Aspects of Tilings and Dynamics”
  • [学会発表] 乱数検定の独立性解析に向けた区分線形写像のカオス真軌道によるマルコフ過程の構成2017

    • 著者名/発表者名
      山口明宏, 斉藤朝輝
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年度年会
  • [学会発表] NIST検定の検定結果の独立性2017

    • 著者名/発表者名
      山口明宏
    • 学会等名
      第3回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ

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公開日: 2018-12-17  

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