量子情報科学に立脚した統計力学の新しい展開

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17720
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 田中 宗 早稲田大学, グリーン・コンピューティング・システム研究機構, 主任研究員(研究院准教授) (40507836)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: エンタングルメント / トポロジカル相転移 / 量子アニーリング / 断熱量子計算 / 量子相転移

研究成果の概要

量子情報科学と統計力学の境界領域を探求すべく、(1)トポロジカル相転移がある統計力学模型におけるエンタングルメント特性の検討、(2)量子アニーリングの計算性能向上のための理論的考察を行った。(1)では一般化クラスタイジング模型のトポロジカル量子相転移とエンタングルメント特性の関係とを基底状態解析並びにダイナミクス解析の両面から検討した。(2)では量子アニーリングのボトルネックの一つである量子1次相転移の回避方法や、計算性能向上のための各種パラメタ設定法の検討を行った。

自由記述の分野

統計力学、量子アニーリング、イジングマシン

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題で得られた成果は、それぞれ長年の歴史を経て発展してきた量子情報科学と統計力学のギャップを埋めるものである。特にトポロジカル相転移をエンタングルメント特性の観点から検討したことは、トポロジカル物性においても量子情報科学においても重要な進展である。また、量子アニーリングの計算性能向上を指向した理論解析は今後、量子アニーリングの応用探索を推進する上で重要な礎となると期待される。