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2022 年度 研究成果報告書

散乱理論を用いた量子ウォークの弱収束定理の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 18K03327
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12010:基礎解析学関連
研究機関信州大学

研究代表者

鈴木 章斗  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (70585611)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード量子ウォーク / スペクトル散乱理論
研究成果の概要

本研究では、ランダムウォークの量子版である量子ウォークの長時間挙動を説明するスペクトル散乱理論を構築し、弱収束定理を証明した。主な成果は以下の通りである。(1) 1次元スプリットステップ型量子ウォークの摂動に対してロバストな固有状態の存在を証明、また弱収束定理も証明した。(2) 1次元非線形量子ウォークの弱収束定理を証明した。(3) 1次元の長距離型の摂動をもつ量子ウォークのスペクトル散乱理論を展開し、特異連続スペクトルと埋蔵固有値の非存在を証明した。(4) 2次元4状態量子ウォークの固有値とレゾナンスの存在や消失を証明した。

自由記述の分野

数理物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子ウォークは、ランダムウォークの量子版と言われることが多いが、ディラック作用素の時空間離散化としてみることもできるため、さまざまな量子現象のシミュレーションにも応用可能である。また、量子ウォークは量子アルゴリズムにも応用可能である。そのため、量子ウォークの基本的な性質を明らかにすることは、それらの基礎研究として重要である。特に、ランダムウォークとの比較においては、長時間挙動や極限定理を調べることは、中心極限定理や大偏差原理の量子版を考えることに対応している。

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公開日: 2024-01-30  

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