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2009 年度 実績報告書

確率的アルゴリズムの統計力学への応用と開発

研究課題

研究課題/領域番号 18079004
研究機関東京大学

研究代表者

福島 孝治  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (80282606)

キーワード統計力学 / 物性基礎論 / モンテカルロ法 / スピングラス / 情報基礎論 / 相転移
研究概要

本研究は,大規模確率分布を扱う近似的確率アルゴリズムの応用と開発が目的である.今年度はランダムグラフ上に定義される制約充足問題に確率アルゴリズムの一つであるモンテカルロ法を応用し,その性質を調べた.近年,確率伝搬法を基礎とした理論的研究から,あるクラスの制約充足問題では相空間の構造に相転移が起こり,それにともなって局所探索型アルゴリズムの適用限界があることが示唆されている.我々は局所探索型ではあるものの大域的な探索が可能であると予想される交換モンテカルロ法を適用し,アニーリング法との比較を行った.その結果,アニーリング法では到達できない領域で,かつ交換法では到達可能な領域が有限系で確かに存在することが確認できた.これは,交換法の有効性を示すとともに,制約充足問題,さらには物理の問題としてはガラスの平衡状態の研究への展望が開けたことになる.実際に,有限次元格子上での同様なガラスの模型において熱平衡ガラス相転移を示唆する結果を得た.今後のガラス研究への展開も期待される.さらに今年度は新たなアルゴリズムとして,非線形多変数方程式の解の個数計算法を提案した.これは基本的にはこれまでに続けてきたモンテカルロ法によるエントロピー計算の新たな応用であるが,方程式の解からのずれをエネルギー関数としたところが新規な点である.この方法によって,例えば平均場方程式や信念伝搬法の解の個数の情報を得ることができる.今年度は理論研究があるスピングラスの平均場方程式の個数を数値的に評価し,精度を確認することに成功した.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A statistical-mechanical study of evolution of robustness : An approach from two-temperature models2009

    • 著者名/発表者名
      A.Sakata, K.Hukushima, K.Kaneko
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 197

      ページ: 012003-1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A statistical-mechanical study of evolution of robustness in noisy environment2009

    • 著者名/発表者名
      A.Sakata, K.Hukushima, K.Kanek
    • 雑誌名

      Physical Review E 80

      ページ: 051919-1-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic construction of a one-step replica-symmetry-breaking solution in finite-connectivity spin glasses2009

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, K.Hukushima
    • 雑誌名

      Physical Review E 80

      ページ: 011103-1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extended scaling scheme for critically divergent quantities and critical exponents of an Ising spin glass2009

    • 著者名/発表者名
      K.Hukushima, I.A.Campbell, H.Takayama
    • 雑誌名

      International journal of modern physics C 20

      ページ: 1313-1324

    • 査読あり
  • [学会発表] 埋め込み型バーテックスカバー問題のエントロピー2010

    • 著者名/発表者名
      千葉康一, 福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、年次大会
    • 発表場所
      岡山、岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] スピングラス平均場方程式の解の個数2010

    • 著者名/発表者名
      中島千尋, 福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、年次大会
    • 発表場所
      岡山、岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] 疎結合スピングラス模型における自己平均性の破れ2010

    • 著者名/発表者名
      坂田綾香, 福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、年次大会
    • 発表場所
      岡山、岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] 有限次元格子ガラス模型の熱力学相図2010

    • 著者名/発表者名
      福島孝治, 佐々真一
    • 学会等名
      日本物理学会、年次大会
    • 発表場所
      岡山、岡山大学
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] コンプレキシティの多段階レプリカ対称性の破れを伴う模型への拡張2010

    • 著者名/発表者名
      中島哲也, 福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、年次大会
    • 発表場所
      岡山、岡山大学
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 数独に対する平均場模型2010

    • 著者名/発表者名
      田中利幸, 福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、年次大会
    • 発表場所
      岡山、岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] Statistical-mechanical enumeration of the number of possible SUDOKU grids2010

    • 著者名/発表者名
      福島孝治
    • 学会等名
      International meeting on "Inference, Computation and Spin Glasses" 2010
    • 発表場所
      京都、キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] An extended ensemble Monte Carlo study for a lattice glass model2010

    • 著者名/発表者名
      福島孝治
    • 学会等名
      International Workshop of Statistical-Mechnical Infomatics2010
    • 発表場所
      京都、京都大学芝欄会館
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] ガラス・制約充足問題・数え上げ2010

    • 著者名/発表者名
      福島孝治
    • 学会等名
      研究会「マルコフ連鎖モンテカルロ法とその周辺」
    • 発表場所
      東京(立川)、統計数理研究所
    • 年月日
      2010-02-21
  • [学会発表] 疎結合模型のアニーリングにおける冷却レート依存性2009

    • 著者名/発表者名
      中島哲也、福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、秋季大会
    • 発表場所
      熊本、熊本大学
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] Partial Annealing 系における local な Mattis state2009

    • 著者名/発表者名
      坂田綾香、福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、秋季大会
    • 発表場所
      熊本、熊本大学
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] イジングスピングラスの有限サイズスケーリング2009

    • 著者名/発表者名
      福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、秋季大会
    • 発表場所
      熊本、熊本大学
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] 熱力学的構造ガラス転移は存在するか?2009

    • 著者名/発表者名
      佐々真一、福島孝治
    • 学会等名
      日本物理学会、秋季大会
    • 発表場所
      熊本、熊本大学
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] A statstical-mechanical study of evolution of robustness under noisy envioment2009

    • 著者名/発表者名
      K.Hukushima, A.Sakata, K.Kaneko
    • 学会等名
      International Workshop of Statistical-Mechnical Infomatics2009
    • 発表場所
      京都、メルパルク京都
    • 年月日
      2009-09-13
  • [学会発表] An extended ensemble Monte Carlo study for a simple glass model2009

    • 著者名/発表者名
      福島孝治
    • 学会等名
      workshop "Physics of Algorighms"
    • 発表場所
      米国、SantaFe
    • 年月日
      2009-09-03
  • [学会発表] MCMC of Graph Coloring and "SUDOKU" Puzzle2009

    • 著者名/発表者名
      福島孝治
    • 学会等名
      MCMC研究会
    • 発表場所
      東京、統計数理研究所
    • 年月日
      2009-06-09
  • [学会発表] 統計物理における相転移現象の視覚化2009

    • 著者名/発表者名
      福島孝治
    • 学会等名
      学融合ビジュアリゼーションシンポジウム
    • 発表場所
      千葉県、東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2009-05-15
  • [備考]

    • URL

      http://maildbs.c.u-tokyo.ac.jp/~fukushima/wiki.cgi?page=%CF%C0%CA%B8%A5%EA%A5%B9%A5%C8

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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