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2019 年度 実績報告書

マルチユーザ型量子ネットワーク(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0007
研究機関名古屋大学

研究代表者

林 正人  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 教授 (40342836)

研究期間 (年度) 2016 – 2019
キーワード自己検証 / グラフ状態 / 測定型量子計算 / 有意水準
研究実績の概要

本年度の研究では,測定装置が信頼できる場合について,より緻密に量子状態の検証を扱った.従来研究では,個別の純粋状態の検証に関して,具体的な検証方法が提案されているにすぎず,一般論の枠組みでの量子状態の検証についての最適化は十分になされていなかった.本研究では,一般の純粋状態の検証において,ある条件を満たすランダム化された測定を用いて検証を行う場合に,どのように組み合わせれば,所望の優位水準を満たす検証方法が構成できるか考え,その最適化を行った.さらにその手法をハイパーグラフ状態の検証に応用した.ハイパーグラフ状態は,測定型量子計算を行うための資源として知られている.あるハイパーグラフ状態を用いた測定型量子計算の計算結果を検証する場合,そのハイパーグラフ状態の精度を検証することが不可欠である.
さらに,最大エンタングル状態とは限らない一般の純粋状態の検証には,双方向の通信を用いることで性能が向上することを明らかにした.
また,測定型量子計算とは別に,多体のGHZ状態を用いることで,modulo和の秘匿多者間量子計算の方法を提案した.最初に,modulo和の秘匿多者間計算を行うことと,ある条件を満たすmodulo和がゼロとなる乱数の組を生成することが等価となることを示した.そして,多体のGHZ状態において,位相基底で測った場合,その方法で得られる乱数が上記の乱数となることことを示した.この方法における秘匿性を保証するために,GHZ状態の自己検証の方法についても提案した.Michal Hajdusekはシンガポール国立大学を退職したため,シンガポール国立大学での国際共同研究は今年度実施しなかった.Man-Hong Yung博士は南方科技大学を休職したため,南方科技大学での国際共同研究の相手はWang Kun博士に変更した.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2016

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 南方科技大学(中国)2019

    • 年月日
      2019-04-03 – 2019-04-18 | 2019-05-192019-05-25 | 2019-06-142019-06-30 | 2019-07-142019-07-19 | 2019-08-232019-10-05 | 2019-11-232019-12-06 | 2020-01-112020-01-23
    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      南方科技大学
    • 主な海外共同研究者名
      Kun Wang
    • 部局
      量子科学与工程研究院
    • 職名
      博士研究員
  • [国際共同研究] 南方科技大学(中国)2018

    • 年月日
      2018-05-25 – 2018-06-09 | 2018-07-312018-08-01 | 2018-11-232018-11-24 | 2018-12-172018-12-28 | 2018-12-302019-01-19 | 2019-02-142019-03-20 | 2019-03-252019-03-31
    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      南方科技大学
    • 主な海外共同研究者名
      Man-Hong Yung
    • 部局
      物理学科
    • 職名
      准教授
  • [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)2016

    • 年月日
      2016-10-03 – 2016-10-17 | 2017-07-082017-07-23 | 2017-10-062017-10-25 | 2018-07-292018-07-30
    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      シンガポール国立大学
    • 主な海外共同研究者名
      Michal Hajdusek
    • 部局
      量子技術センター
    • 職名
      Research Fellow
  • [雑誌論文] Optimal verification of two-qubit pure states2019

    • 著者名/発表者名
      Kun Wang and Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW A

      巻: 100 ページ: 032315

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.100.032315

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimal verification and fidelity estimation of maximally entangled states2019

    • 著者名/発表者名
      Huangjun Zhu and Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW A

      巻: 99 ページ: 052346

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.99.052346

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Verification of Pure Quantum States in the Adversarial Scenario2019

    • 著者名/発表者名
      Huangjun Zhu and Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW LETTERS

      巻: 123 ページ: 260504

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.123.260504

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] General framework for verifying pure quantum states in the adversarial scenario2019

    • 著者名/発表者名
      Huangjun Zhu and Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW A

      巻: 100 ページ: 062335

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.100.062335

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient Verification of Hypergraph States2019

    • 著者名/発表者名
      Huangjun Zhu and Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW APPLIED

      巻: 12 ページ: 054047

    • DOI

      10.1103/PhysRevApplied.12.054047

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Verifying commuting quantum computations via fidelity estimation of weighted graph states2019

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi and Yuki Takeuchi
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 21 ページ: 093060

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab3d88

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum computational universality of hypergraph states with pauli-X and Z basis measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Takeuchi, Tomoyuki Morimae, and Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 13585

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-49968-3

  • [学会発表] Efficient Verification of Pure Quantum States in the Adversarial Scenario2020

    • 著者名/発表者名
      H. Zhu and M. Hayashi
    • 学会等名
      Quantum Information Processing 2020 (QIP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification of Graph state, Hypergraph state, and Weighted graph state2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi
    • 学会等名
      Beyond iid Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification of commuting quantum computations via fidelity estimation of weighted graph states2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi
    • 学会等名
      Mini-Workshop on Quantum Verification
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Verification of commuting quantum computations via fidelity estimation of weighted graph states2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hayashi
    • 学会等名
      Quantum information and string theory 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optimal Mechanism for Randomized Responses under Universally Composable Security Measure2019

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Yoshida, Man-Hong Yung and Masahito Hayashi
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT2019)
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] Nagoya-SUSTech Quantum Information Workshop2019

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公開日: 2021-01-27  

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