| 研究課題/領域番号 |
20K03779
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| 研究機関 | 日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所 |
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研究代表者 |
加藤 豪 日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, メディア情報研究部, 主任研究員 (20396188)
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| 研究分担者 |
丸山 耕司 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 客員教授 (00425646)
尾張 正樹 静岡大学, 情報学部, 准教授 (80723444)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 量子システム / 間接制御 |
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| 研究実績の概要 |
量子システムを間接制御をすることを考える上で、扱う量子系が二つに分かれていて、片方は完全に制御できる一方、他の量子系は直接は全く触れることができないという最もシンプルな状況では、量子系全体に対して無限時間かけて実行可能な量子操作(ユニタリ操作)の集合に関しては、おこりうる全ての場合を実質的に分類できるなど、精緻な知識を得ることができていた。
本助成事業においては、この枠組みを一般化することを目指している。そこで、令和２年度はまず、対局となる状況を検討し、その足掛かりにすることを目論んだ。具体的には、量子系全体が非常に多くの部分量子系に分割され、その個々の部分量子系は自由に操作できるという状況である。その一方、量子的なシステムを制御するとは、量子情報の量子システムの中での移ろいを思い通りにすることに等しい。そこで、異なる部分量子系の間をどの程度複雑な量子情報のやりとりが出来るかを考察することで、実現可能な量子操作の複雑性を検討した。
その結果、一部の部分系を観測することで、直接は一見実現できないような情報のやりとりを確率１で実現する方法を系統的に構築できることがわかった。我々がえた従来の理論においては、測定の効果は考えてられておらず議論していたが、この結果は、余分な空間をあえて付与して観測をも操作の一つに加えたとき、観測が確率過程であるにもかかわらず、確率１で実現できる量子操作(ユニタリ操作)が非自明に大きくなることを示している。
成果としてリストアップしている結果は、この成果を得る過程で得た古典情報と量子情報の関連を発見したことから得られるバイプロダクトである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本助成事業の初年度ということで、探索的な研究をおこなったが、従来もっているものとは全く異なる観点の可能性を見いだすことができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の予定では理論の一般化として、単純に考えている物理系の複雑性をあげた場合だけを想定していたが、観測という操作を加えたとしても、注目する空間に対してはユニタリ操作の拡大の可能性があるという新しい一般化の可能性は、全く新しい可能性であり、その方向生で深掘りすることを検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
探索的な研究を行った結果として、本格的な数値計算をさせるに当たって必要なスペックを見積もる予定であったが、思いの他の結果が得られてそちらに注力したため、本来の方向性での検討が進まなかったため。
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