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2018 年度 実績報告書

量子制御技術のための制御・量子・情報理論の融合

研究課題

研究課題/領域番号 16H04382
研究機関東京大学

研究代表者

津村 幸治  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (80241941)

研究分担者 大木 健太郎  京都大学, 情報学研究科, 助教 (40639233)
田中 冬彦  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90456161)
大関 真之  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (80447549)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード制御工学 / 量子統計 / 量子スムージング / 量子計算
研究実績の概要

研究目的で示した4課題のうち,平成30年度では,前年度に引き続き課題(1)~(3)と(4)の解決を目指した.具体的には以下の通り.
課題(1):前年度から解析を続けてきた問題を拡張した.具体的には,量子力学系との比較のために観測と操作を伴った古典熱力学系を対象とし,観測の情報量制約がある状況下で,観測情報を用いた操作を制御するフィードバック制御を考えた.ここで対象に加える仕事,対象の内部エネルギーの増分,観測の情報量,達成できる制御性能の4つを関係づける不等式を得ていたが,今年度はさらに,観測過程における古典的観測雑音が存在する場合に,上記不等式が一般化された結果を得た.(担当:津村)
課題(2):量子ビット系において,なんら情報をもたらさない量子状態の事前分布を明かにし,さらにその結果から,量子情報システムを構成する上での最適な施設の配置問題について結果を得た.(担当:田中).前年度に引き続き,量子スムージングの問題に取り組み,特に量子jump diffusion 過程に対する安定性・推定精度について解析した.(担当:大木).
課題(3):前年度に引き続き,量子計算手法における量子状態の推定問題および計算速度の限界の考察を深めた.特にD-Waveを用いた具体的な問題解決の課題について新たな知見を得た.(担当:大関).
課題(4):量子ネットワークにおける分散制御と,量子アニーリング計算精度を向上させるフィードバック制御の設計について結果を得た.(担当:大木)

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (45件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 20件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Phase Diagrams of One-Dimensional Ising and XY Models with Fully Connected Ferromagnetic and Anti-Ferromagnetic Quantum Fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Okada Shuntaro、Ohzeki Masayuki、Tanaka Kazuyuki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 ページ: 024802~024802

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.024802

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference between Quantum Annealing by Imaginary-Time and Real-Time Schr?dinger Equations of Grover’s Search2019

    • 著者名/発表者名
      Okada Shuntaro、Ohzeki Masayuki、Tanaka Kazuyuki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 ページ: 024803~024803

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.024803

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving solutions by embedding larger subproblems in a D-Wave quantum annealer2019

    • 著者名/発表者名
      Okada Shuntaro、Ohzeki Masayuki、Terabe Masayoshi、Taguchi Shinichiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 1-10

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-018-38388-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics of order parameters of nonstoquastic Hamiltonians in the adaptive quantum Monte Carlo method2019

    • 著者名/発表者名
      Arai Shunta、Ohzeki Masayuki、Tanaka Kazuyuki
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 99 ページ: 032120-1~11

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevE.99.032120

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overcomplete compact representation of two-particle Green's functions2018

    • 著者名/発表者名
      Shinaoka Hiroshi, Otsuki Junya, Haule Kristjan, Wallerberger Markus, Gull Emanuel, Yoshimi Kazuyoshi, Ohzeki Masayuki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 ページ: 205111-1~14

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.205111

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Statistical-Mechanical Analysis of Compressed Sensing for Hamiltonian Estimation of Ising Spin Glass2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Chako、Ohzeki Masayuki、Okada Shuntaro、Terabe Masayoshi、Taguchi Shinichiro、Tanaka Kazuyuki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 074001~074001

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.074001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 量子アニーリングによる組合せ最適化2018

    • 著者名/発表者名
      大関真之
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ

      巻: 63 ページ: 326-334

  • [雑誌論文] Optimization of neural networks via finite-value quantum fluctuations2018

    • 著者名/発表者名
      Ohzeki Masayuki、Okada Shuntaro、Terabe Masayoshi、Taguchi Shinichiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 1-10

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-018-28212-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Momentum-Space Renormalization Group Transformation in Bayesian Image Modeling by Gaussian Graphical Model2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kazuyuki、Nakamura Masamichi、Kataoka Shun、Ohzeki Masayuki、Yasuda Muneki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 085001~085001

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.085001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributions of steady states in a network of degenerate optical parametric oscillators in solving combinatorial optimization problems2018

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Ryoji、Ohzeki Masayuki
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 98 ページ: 053839-1~12

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevA.98.053839

    • 査読あり
  • [学会発表] フィードバック制御による量子アニーリング計算精度の向上に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      大木 健太郎
    • 学会等名
      第6回 制御部門マルチシンポジウム (MSCS2019)
  • [学会発表] Noninformative prior of the quantum statistical model in the qubit system2019

    • 著者名/発表者名
      TANAKA Fuyuhiko
    • 学会等名
      APS March meeting
  • [学会発表] Optimization of Industrial Problems2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE19)
    • 国際学会
  • [学会発表] New method for solving constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Qubits Europe 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] The Second Law of Controlled Linear Stochastic Thermodynamic Systems under Communication Constraints2018

    • 著者名/発表者名
      Yin Songhao, Tsumura Koji
    • 学会等名
      57th IEEE Conference on Decision and Control (CDC)
    • 国際学会
  • [学会発表] A study of minimax LEQG control with constant-constrained Renyi divergence2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Kamo, Kentaro Ohki
    • 学会等名
      The 50th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS '18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum smoother for open quantum systems driven by quantum jump-diffusion processes2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Ohki
    • 学会等名
      The 50th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS '18)
    • 国際学会
  • [学会発表] グラディエント・フローを用いた正四面体の展開図作成法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      加茂 暢也, 大木 健太郎
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18)
  • [学会発表] 確率ネットワーク化システムにおける移動エントロピーの解析とネットワーク推定問題への応用2018

    • 著者名/発表者名
      村上 正和, 大木 健太郎
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18)
  • [学会発表] 量子系におけるネットワーク化制御とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      大木 健太郎
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18)
  • [学会発表] 量子ビット系における無情報事前分布と最適施設配置問題2018

    • 著者名/発表者名
      田中冬彦
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
  • [学会発表] T-QARD: activity on quantum computing for evacuation from Tsunami2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Qubits Europe 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum annealing and its application by an initiative from Tohoku University (Video Presentation)2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      INS (International Conference on Nanoelectronics Strategy)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adversarial generative network - new generation of image generation2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      ISMRM Annal Meeting 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improving time resolution in the imaging of metabolic dynamics using Compressed Sensing from 2D Heteronuclear Multiple Quantum Coherence2018

    • 著者名/発表者名
      Utako Yamamoto, Hirohiko Imai, Kei Sano, Masayuki Ohzeki, Tetsuya Matsuda, Toshiyuki Tanaka
    • 学会等名
      ISMRM Annal Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Traffic Data Reconstruction using D-Wave Machine2018

    • 著者名/発表者名
      Masamichi J. Miyama, Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Traveling around Dream and Magical Lands with D-Wave Quantum Annealer2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ikeda, Yuma Nakamura, Masamichi J. Miyama, Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast algorithm to embed bigger subproblem for exploiting the potential of D-Wave machine as the part of an iterative solver2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Okada, Masayuki Ohzeki, Shu Tanaka, Masayoshi Terabe, Shinichiro Taguch
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration of adaptive quantum Monte Carlo Sampling for a class of non-stoquastic Hamiltonian by using D-Wave 2000Q2018

    • 著者名/発表者名
      Shunta Arai, Shuntaro Okada, Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Classical speed limit applied to imaginary-time Grover problem2018

    • 著者名/発表者名
      Manaka Okuyama, Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep Neural Network detects quantum phase transition in D-Wave 2000Q2018

    • 著者名/発表者名
      Shunta Arai, Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Ferromagnetic fluctuations cause the first-order phase transition in 1D ferromagnetic Ising model2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Okada, Masayuki Ohzeki, Shunta Arai and Kazuyuki Tanaka
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical mechanical analysis of Hamiltonian estimation of Ising spin glass based on the framework of statistical query learning2018

    • 著者名/発表者名
      Chako Takahashi, Masayuki Ohzeki, Shuntaro Okada, Masayoshi Terabe, Shinichirou Taguchi, Kazuyuki Tanaka
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Verifying potential of the coherent Ising machines2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Miyazaki, Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum Clustering by D-Wave machine - Assessment, Application, Implementation2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki, Shuntaro Okada, Masayoshi Terabe, Shinichiro Taguchi
    • 学会等名
      Adiabatic Quantum Computing Conference2018 (AQC18)
    • 国際学会
  • [学会発表] "Tohoku university Quantum Annealing Research and Development for creating new era 新時代を拓く東北大学の量子アニーリング研究開発"2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      "Canada-Japan Quantum computing conference 日加量子計算機&暗号シンポジウム"
  • [学会発表] キネシン時系列データのベイズパラメータ推定手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      木 俊幸, 大関 真之, 岡田 康志, 徳田 悟
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 静的近似を用いない量子系の平均場模型の分配関数の厳密解2018

    • 著者名/発表者名
      奥山 真佳, 大関 真之
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] コヒーレントイジングマシンの定常状態2018

    • 著者名/発表者名
      宮崎 涼二, 大関 真之
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 縮約密度行列を用いた量子ボルツマンマシン2018

    • 著者名/発表者名
      世永 公輝, 大関 真之
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] D-Waveマシンにおける量子相転移の解析2018

    • 著者名/発表者名
      荒井 俊太, 大関 真之, 田中 和之
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 温度グリーン関数の圧縮基底:数値計算ライブラリと応用例の紹介2018

    • 著者名/発表者名
      品岡 寛, 近野 直也, 吉見 一慶, 大槻 純也, 大関 真之
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] T-QARD and DENSO: a great collaboration for optimization in factory2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      Qubits North America 2018
    • 国際学会
  • [図書] 量子アニーリングの基礎2018

    • 著者名/発表者名
      西森 秀稔、大関 真之、須藤 彰三、岡 真
    • 総ページ数
      160
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      978-4320035386
  • [図書] 画像処理の統計モデリング2018

    • 著者名/発表者名
      片岡 駿、大関 真之、安田 宗樹、田中 和之、照井 伸彦、小谷 元子、赤間 陽二、花輪 公雄
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      978-4320111233

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公開日: 2019-12-27  

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