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2018 年度 実績報告書

確率分布にギャップ構造をもつ量子ウォークの長時間極限定理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K17648
研究機関日本大学

研究代表者

町田 拓也  日本大学, 生産工学部, 助教 (20637144)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード量子ウォーク / 極限定理
研究実績の概要

補助事業期間全体を通じて、著書2本(単著1本、共著1本)と論文4本(単著3本、共著1本)の出版、そして、国際招待講演1件、国内招待講演7件、一般講演1件の研究発表を行った。最終年度の出版物は、著書1本(単著)と論文2本(単著1本、共著1本)であった。著書は国内出版社(裳華房)からの出版で、量子ウォークの極限分布をフーリエ解析を用いて導出する方法を細かく解説した学術書である。具体的な量子ウォークモデルに対し、それぞれの確率分布に対する極限分布の導出計算について記述した。論文は査読付き研究論文であり、国際雑誌から出版された。International Journal of Quantum Information, Vol.16, No.3, 1850023 (2018)では、一次元格子上を運動する二状態量子ウォークの確率分布に対し、その長時間後の振舞いを漸近的に記述する極限分布を計算した。その結果から、量子ウォークの確率分布にギャップ構造が生じることを数学的に明らかにした。また、Quantum Information Processing, Vol.17(9), 241 (2018)では、量子ゲーム理論に関係する1次元四状態量子ウォークの振舞いをフーリエ解析で計算し、2つの長時間極限定理を導出した。導出した極限定理により、量子ゲームにParrondo paradoxが生じることを理論的に証明でき、古典ゲーム同様、量子ゲームにもParrondo paradoxが存在することが分かった。研究発表は、量子ウォークに関する発表を国内で2回行った(招待講演2回)。また、University of California, Berkeleyの数学科を訪問して、F. Grunbaum Alberto教授と量子ウォークについて議論を行った。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of California Berkeley(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California Berkeley
  • [雑誌論文] Some limit laws for quantum walks with applications to a version of the Parrondo paradox2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Machida, F. Alberto Grunbaum
    • 雑誌名

      Quantum Information Processing

      巻: 17 ページ: 241-1--26

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s11128-018-2009-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A limit theorem for a splitting distribution of a quantum walk2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Machida
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Information

      巻: 16 ページ: 1850023-1--11

    • DOI

      https://doi.org/10.1142/S0219749918500235

    • 査読あり
  • [学会発表] 量子ウォークの極限定理と量子ゲームで生じるパロンド・パラドクス2019

    • 著者名/発表者名
      町田拓也
    • 学会等名
      数理科学セミナー(於 北海道大学)
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ウォーク -量子の世界の奇怪な現象-2018

    • 著者名/発表者名
      町田拓也
    • 学会等名
      現象数理学研究集会 (於 宮崎大学)
    • 招待講演
  • [図書] 量子ウォーク -基礎と数理-2018

    • 著者名/発表者名
      町田拓也
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      裳華房
    • ISBN
      978-4-7853-1576-4
  • [備考] 日本大学 生産工学部 教養・基礎科学系

    • URL

      http://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/Profiles/129/0012844/profile.html

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公開日: 2019-12-27  

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