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2016 年度 実施状況報告書

グラフのゼータ関数の拡張と応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K04985
研究機関小山工業高等専門学校

研究代表者

佐藤 巌  小山工業高等専門学校, 一般科, 教授 (70154036)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードグラフ / ゼータ関数 / 量子ウォーク
研究実績の概要

本年度は、グラフのゼータ関数の拡張と応用について、以下の結果を得た。
(1)四元数Grover行列を時間発展行列とする、グラフ上の離散時間量子ウォークを考え、グラフの第2種weightedゼータ関数の行列式表示を、四元数Grover行列のStudy行列式へ拡張して、四元数Grover行列の固有値を決定した。論文として、Quantum Information Processingに掲載された。
(2)グラフの四元数重みの第2種weightedゼータ関数を定式化して、Study行列式を用いた、橋本型、伊原型の行列式表示を与え、オイラー積を導いた。論文として、Linear Algebra Applicationsに掲載された。また、グラフの四元数重みの第1種weightedゼータ関数を定式化して、Study行列式を用いた、橋本型、伊原型の行列式表示、指数型母関数表示、オイラー積表示を与えた。論文として、Jouranal of Algebraic Combinatoricsに掲載された。
(2)グラフのBartholdiゼータ関数を拡張して、(n+1)変数の一般Bartholdi ゼータ関数を定義し、その行列式表示を求めた。また、グラフの正則被覆の一般Bartholdi ゼータ関数の分解公式と、グラフの一般Bartholdi L-関数の行列式表示を与え、グラフの正則被覆の一般Bartholdi ゼータ関数を、base graphの一般Bartholdi L-関数の積で表した。論文として、Linear Multilinear Algebraに掲載された。
(3)digraphのBartholdiゼータ関数の行列式表示のStark & Terrasの方法による、別証明を与えた。論文として、Graphs and Combinatoricsに掲載された。

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

グラフやdgraphのゼータ関数の拡張として、グラフの(n+1)変数のBartholdiゼータ関数を定式化して、その行列式表示を与えた。また、digraphの重み付きBartholdiゼータ関数の行列式表示の新たしいを導いた。
また、グラフやdigraphの非可環重みの非可環ゼータ関数の一つとして、グラフの四元数重みのゼータ関数を考え、グラフの四元数第1,2種weghtedゼータ関数を定義し、Studyを行列式を利用して、それの橋本型、伊原型行列式表示、オイラー積表示、指数型母関数表示を与えた。
さらに、量子ウォーク関連では、四元数Grover行列を時間発展行列とする、グラフ上の離散時間量子ウォークを考え、四元数Grover行列の固有値を決定した。

今後の研究の推進方策

グラフの新しいcycleの概念を導入して確立して、グラフやdigraphの新しいゼータ関数を定式化して、その行列式表示を導く。また、グラフやdigraphの一般の非可環重みの非可環ゼータ関数を定式化する。グラフのmodifiedゼータ関数の素数定理、Chevotarevの定理、跡公式や、グラフの無限列に対するそれらの極の分布を与える。無限グラフのedgeゼータ関数や、measurable graphのIharaze-takannsuuグラフを、Bartholdiゼータ関数に拡張する。
PGL3(F)やPGSp(4,F) (Fは非アルキメデス的局所体)のBruhat-Tits buildingのIharaゼータ関数をBartholdiゼータ関数に一般化し、単体的複体のIharaゼータ関数を定式化する。
色々なグラフゼータを利用して、一般的な遷移行列を定義し、新しい量子ウォークを定式化して、それらの極限分布を模索する。また、量子グラフ関連では、量子グラフの散乱行列に関する行列式の種々の公式の別証明等、物理への応用を込めた、グラフゼータの新しい方向付けを考えたい。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] The matrix-weighted product distance matrix of a tree2017

    • 著者名/発表者名
      I. Sato
    • 雑誌名

      Far East J. Math. Sci.

      巻: 101 ページ: 25-37

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The quaternionic weighted zeta function of a graph2016

    • 著者名/発表者名
      N. Konno, H. Mitsuhashi, I. Sato
    • 雑誌名

      J. Algebraic Combin.

      巻: 44 ページ: 729-75

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The quaternionic second weighted zeta function of a graph and the Study determinant2016

    • 著者名/発表者名
      N. Konno, H. Mitsuhashi, I. Sato
    • 雑誌名

      Linear Algebra Appl.

      巻: 510 ページ: 92-109

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new proof of a formula for the Bartholdi zeta function of a digraph2016

    • 著者名/発表者名
      I. Sato
    • 雑誌名

      Graphs Combin.

      巻: 32 ページ: 1571-1583

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A generalized Bartholdi zeta function for a general graph2016

    • 著者名/発表者名
      I. Sato, H.Mitsuhashi, H. Morita
    • 雑誌名

      Linear Multilinear Algebra

      巻: 64 ページ: 991-1008

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The discrete-time quaternionic quantum walk on a graph2016

    • 著者名/発表者名
      N. Konno, H. Mitsuhashi, I. Sato
    • 雑誌名

      Quantum Inf. Process.

      巻: 15 ページ: 651-673

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 有限グラフの第2 種四元数重み付きゼータ関数2017

    • 著者名/発表者名
      三橋秀生, 今野紀雄, 佐藤巖
    • 学会等名
      日本数学会応用数学分科会
    • 発表場所
      首都大学
    • 年月日
      2017-03-25
  • [学会発表] Szegedy walk とstaggered QW の時間発展行列の固有値2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤巖, 今野紀雄, 瀬川悦生
    • 学会等名
      日本数学会応用数学分科会
    • 発表場所
      首都大学
    • 年月日
      2017-03-25
  • [学会発表] A new generalized Barthldi zeta function for a digraph2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 巖
    • 学会等名
      2017年軽井沢グラフと解析研究集会
    • 発表場所
      日本大学軽井沢研修所
    • 年月日
      2017-02-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ウォークとグラフのゼータ関数2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 巌
    • 学会等名
      研究集会「新たな数理科学の可能性に向けて - IoT・人工知能・量子ウォークとその周辺 -」
    • 発表場所
      横浜国大
    • 年月日
      2016-12-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 四元数重み付きグラフのゼータ関数と四元数行列式2016

    • 著者名/発表者名
      三橋秀生,今野紀雄, 佐藤巖
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2016-12-15
  • [学会発表] Szegedy walk とstaggered QWの時間発展行列の固有値2016

    • 著者名/発表者名
      今野紀雄, 佐藤巖, 瀬川悦生
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2016-12-15
  • [学会発表] A generalized Bartholdi zeta function of a graph2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤巌, 三橋秀生, 森田英章
    • 学会等名
      第28回 位相幾何学的グラフ理論集会
    • 発表場所
      横浜国大
    • 年月日
      2016-11-12
  • [学会発表] The characteristic polynomial of the unitary matrix of a 2-tessellable staggered quantum walk on a graph2016

    • 著者名/発表者名
      N. Konno, I. Sato, E. Segawa
    • 学会等名
      4th-Yokohama Workshop on Quantum Walks
    • 発表場所
      Yokohama National University
    • 年月日
      2016-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] A matrix-weighted zeta function of a graph2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤巌, 三橋秀生, 森田英章
    • 学会等名
      日本数学会応用数学分科会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-09-15
  • [学会発表] グラフのゼータ関数と量子ウォーク2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤巌
    • 学会等名
      第31回関西多重ゼータ研究会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2016-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Grover 行列のtrace formula2016

    • 著者名/発表者名
      今野 紀雄,佐藤巖, 森田英章
    • 学会等名
      「グラフゼータと量子ウォークの諸相」研究集会
    • 発表場所
      室蘭工大
    • 年月日
      2016-08-29
  • [学会発表] A matrix-weighted zeta function of a graph2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤巌, 三橋秀生, 森田英章
    • 学会等名
      離散数学とその応用研究集会2016
    • 発表場所
      高城コミュニティセンター(松島町)
    • 年月日
      2016-08-20
  • [学会発表] A matrix-weighted zeta function of a graph2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤巌, 三橋秀生, 森田英章
    • 学会等名
      第33回代数的組合せ論シンポジウム
    • 発表場所
      ピアザ淡海(大津)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 招待講演
  • [学会発表] .A matrix-weighted zeta function of a graph2016

    • 著者名/発表者名
      I. Sato, H. Mitsuhasi, H. Morita
    • 学会等名
      The Japanese Conference on Combinatorics and its Applications (JCCA 2016)
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2016-05-25
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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