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2010 年度 実績報告書

多端子量子通信ネットワークの理論的解析

研究課題

研究課題/領域番号 20686026
研究機関東北大学

研究代表者

林 正人  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (40342836)

キーワード量子もつれ状態 / 多コピー変換可能性 / 確率LOCC変換可能性 / 確定的LOCC変換可能性 / 多端子系
研究概要

多端子糸の量子もつれ状態を純粋状態の場合に変換可能性の観点から特徴つけることに成功した.本研究では3種類の変換可能性に注目し,これらの変換可能性の間の関係を明らかにした.
具体的には,多コピー変換可能性,確率的LOCC変換可能性,確定的LOCC変換可能性の3つの変換可能性について扱った.これらの変換可能性には強弱があり,多コピー変換可能性が弱く,その次に確率LOCC変換可能性が弱い.すなわち,多コピー変換可能である場合は,確率的LOCC変換及び,確定的LOCC変換が可能である.特に最も弱い変換可能性である多コピー変換可能性については,端子間の量子もつれを表すグラフを用いて分類可能であることを示した.また,確率LOCC変換可能性とテンソルラングとの関係を明らかにした.具体的には,テンソルランクと局所ランクから確率LOCC変換可能性が完全に決まる場合と,テンソルランクと局所ランクだけから確率LOCC変換可能性が完全に決まらない例があることを明らかにした.例えば,テンソルランクと全ての局所ランクが等しい場合,すべての状態は互いに,確率LOCC変換可能である.しかし,1つの系の除くすべての系で局所ランクがテンソルランクに等しく,その1つの系での局所ランクがテンソルランクよりも1つ小さい場合は異なる.この場合,その系の局所ランクの数の確率LOCC変換可能で移りあわない部分集合に分かれる.また,3体系の場合には,これ以外の場合にも,与えられたテンソルランクと局所ランクの下で,複数の確率LOCC変換可能な軌道に分かれることを示した.さらに,テンソルランクと全ての局所ランクが等しい場合であっても,全ての状態は確定的LOCC変換可能とは限らないことも示した.

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (24件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multi-copy and stochastic transformation of multipartite pure states2011

    • 著者名/発表者名
      Lin Chen, Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: Vol.83 ページ: 022331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] General theory for integer-type algorithm for higher order differential equations2011

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Sakaguchi, Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Numerical Functional Analysis and Optimization

      巻: 32 ページ: 541-582

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exponential decreasing rate of leaked information in universal random privacy amplification2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Theory

      巻: 57 ページ: 3989-4001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison between the Cramer-Rao and the mini-max approaches in quantum channel estimation2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Communications in Mathematical Physics

      巻: 304 ページ: 689-709

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase estimation with photon number constraint," Progress of Informatics2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Progress of Informatics

      巻: 8 ページ: 81-87

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discrimination of the change point in a quantum setting2011

    • 著者名/発表者名
      Daiki Akimoto, Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 83 ページ: 052328

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weaker entanglement between two parties guarantees stronger entanglement with a third party2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi, Lin Chen
    • 雑誌名

      Physical Beview A

      巻: 84 ページ: 012325

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical Implementation and Error Bound of Integer-Type Algorithm for Higher-Order Differential Equations2011

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Sakaguchi, Masahito Hayashi
    • 雑誌名

      Numerical Functional Analysis and Optimization

      巻: 32 ページ: 1316-1364

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Capacity with energy constraint in coherent state channel2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Theory

      巻: 56 ページ: 4071-4079

    • 査読あり
  • [学会発表] Classification of pure tripartite states by reduced bipartite densities2011

    • 著者名/発表者名
      林正人, 陳霖
    • 学会等名
      第24回量子情報技術研究会(QIT24)
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      20110512-0513
  • [学会発表] Multi-copy and stochastic transformation of multipartite pure states2011

    • 著者名/発表者名
      陳霖, 林正人
    • 学会等名
      第24回量子情報技術研究会(QIT24)
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      20110512-0513
  • [学会発表] Secure Multiplex Coding with a Common Message2011

    • 著者名/発表者名
      Ryutaroh Matsumoto, Masahito Hayashi
    • 学会等名
      電子情報通信学会・情報理論研究会(IT)
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      20110303-20110304
  • [学会発表] Dual universality of hash functions and its applications to quantum cryptography2011

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Tsurumaru, Masahito Hayashi
    • 学会等名
      電子情報通信学会・情報理論研究会(IT)
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      20110303-20110304
  • [学会発表] 量子ガウス状態族に対する量子仮説検定2011

    • 著者名/発表者名
      熊谷亘, 林正人
    • 学会等名
      第12回Student Chapter
    • 発表場所
      東北大学電気通信研究所(ポスター)
    • 年月日
      20110227-20110228
  • [学会発表] Discrimination of Transition Point in Quantum System2011

    • 著者名/発表者名
      秋本大樹, 林正人
    • 学会等名
      量子情報科学ウィンタースクール2011
    • 発表場所
      東北大学川渡共同セミナーセンター(ポスター)
    • 年月日
      20110223-20110227
  • [学会発表] 量子ガウス状態族に関する仮説検定2011

    • 著者名/発表者名
      熊谷亘, 林正人
    • 学会等名
      量子情報科学ウィンタースクール2011
    • 発表場所
      東北大学川渡共同セミナーセンター(ポスター)
    • 年月日
      20110223-20110227
  • [学会発表] Capacity with energy constraint in coherent state channel2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi
    • 学会等名
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • 発表場所
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • 年月日
      20110110-20110114
  • [学会発表] Comparison between the Cramer-Rao and the mini-max approaches in quantum channel estimation2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi
    • 学会等名
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • 発表場所
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • 年月日
      20110110-20110114
  • [学会発表] Additivity and non-additivity of multipartite entanglement measures2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi
    • 学会等名
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • 発表場所
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • 年月日
      20110110-20110114
  • [学会発表] Local hypothesis testing between a pure bipartite state and the white noise state2011

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hayashi
    • 学会等名
      Quantum Information Processing (QIP2011) fourteenth workshop on theoretical aspects of quantum computing, quantum cryptography, and quantum information
    • 発表場所
      The Capella, Sentosa, Singapore(ポスター)
    • 年月日
      20110110-20110114
  • [学会発表] 量子ガウス状態族に対する量子仮説検定2011

    • 著者名/発表者名
      熊谷亘, 林正人
    • 学会等名
      第4回東北大学大学院理学研究科6専攻合同シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学理学研究科(ポスター)
    • 年月日
      2011-02-22
  • [学会発表] 量子ガウス状態族に対する量子仮説検定2011

    • 著者名/発表者名
      熊谷亘, 林正人
    • 学会等名
      日本数学会東北支部会
    • 発表場所
      東北大学大学院理学研究科川井ホール(数理科学記念館)
    • 年月日
      2011-02-19
  • [学会発表] Pure state identification with multi-copy states2010

    • 著者名/発表者名
      D.Akimoto, M.Hayashi
    • 学会等名
      First Graduate Student Congress on Quantum Information and Computation, Centre for Quantum Technologies
    • 発表場所
      Centre for Quantum Technologies, Singapore
    • 年月日
      20101206-20101212
  • [学会発表] Strong security and separated code constructions for the broadcast channels with con_dential messages2010

    • 著者名/発表者名
      松本隆太郎, 林正人
    • 学会等名
      第33回情報理論とその応用シンポジウム
    • 発表場所
      信州松代ロイヤルホテル
    • 年月日
      20101130-20101203
  • [学会発表] 量子ガウス状態族に対する仮説検定2010

    • 著者名/発表者名
      熊谷亘, 林正人
    • 学会等名
      第23回量子情報技術研究会(QIT23)
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール
    • 年月日
      20101115-20101116
  • [学会発表] 古典情報を用いないユニバーサルな純粋状態識別プロトコル2010

    • 著者名/発表者名
      秋本大樹, 林正人
    • 学会等名
      第23回量子情報技術研究会(QIT23)
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール
    • 年月日
      20101115-20101116
  • [学会発表] Phase estimation with photon number constraint2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi
    • 学会等名
      2nd International Conference on Quantum Information and Technology
    • 発表場所
      the National Institute of Informatics (NII)(招待講演)
    • 年月日
      20101021-20101022
  • [学会発表] Tight Security Analysis of the Bennett-Brassard 1984 Protocol with Finite Key Lengths2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, T.Tsurumaru
    • 学会等名
      Updating Quantum Cryptography and Communications 2010 (UQCC2010)
    • 発表場所
      ANA Intercontinental Tokyo(ポスター)
    • 年月日
      20101018-20101020
  • [学会発表] Discrimination of transition point in quantum system2010

    • 著者名/発表者名
      D.Akimoto M.Hayashi
    • 学会等名
      Updating Quantum Cryptography and Communications 2010 (UQCC2010)
    • 発表場所
      ANA Intercontinental Tokyo(ポスター)
    • 年月日
      20101018-20101020
  • [学会発表] Best rank one approximation in quantum information2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi
    • 学会等名
      高次元配列(テンソル)データ解析の数理と応用に関する研究会
    • 発表場所
      九州大学,福岡市
    • 年月日
      20100904-20100905
  • [学会発表] Construction of wiretap codes from ordinary channel codes2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, R.Matsumoto
    • 学会等名
      Proceedings of the International Symposium on Information Theory 2010 (ISIT2010)
    • 発表場所
      Austin, Texas, U.S.A.
    • 年月日
      20100613-20100618
  • [学会発表] Asymptotic theory for quanutm channel estimation2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi
    • 学会等名
      第22回量子情報技術研究会(QIT22)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20100510-20100511
  • [学会発表] 量子情報におけるユニバーサルプロトコル理論の構築と量子暗号への応用2010

    • 著者名/発表者名
      林正人
    • 学会等名
      特定領域「情報統計力学(DEXSMI)」の総括と今後の展開
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2010-11-30
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.is.tohoku.ac.jp/~q-lab/index.html

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公開日: 2013-06-26  

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