量子情報理論に立脚した基底状態探索アルゴリズムの開拓

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21840021
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 宗 東京大学, 総合理工学研究科, 博士研究員 (40507836)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 量子アニーリング / エンタングルメント / 量子ダイナミクス / 量子情報 / 透明状態

研究概要

現存のスーパーコンピュータを用いても解くのがきわめて難しい「最適化問題」に対する一つの有望視されている方法として、量子情報処理が挙げられる。これは量子力学の概念を利用した情報処理である。本研究課題で私は量子情報処理の理論に基づいた最適化問題を解くための手法(量子アニーリング法)を開発した。また、量子情報処理において重要と考えられている量子もつれの度合いを計算する手法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Hamiltonian Determination with Restricted Access in Transverse Ising Chain (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Ali Fasihi, Shu Tanaka, Mikio Nakahara, Yasushi Kondo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan Vol.80 ページ: 044002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Field Induced Orderings in Fully Frustrated Ising Spin Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Masaki Hirano, Seiji Miyashita
  • 雑誌名: Physica E Vol.43 ページ: 766
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Transition in Potts Model with Invisible States (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tamura, Shu Tanaka, Naoki Kawashima
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics Vol.124 ページ: 381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entanglement in Valence-Bond-Solid States on Symmetric Graphs (2010)
  • 著者名/発表者名: Hosho Katsura, Naoki Kawashima, Anatol N.Kirillov, Vladimir E.Korepin, Shu Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics A Vol.43 ページ: 255303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Monotonic Dynamics in Frustrated Ising Model with Time-Dependent Transverse Field (2010)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Seiji Miyashita
  • 雑誌名: Physical Review E Vol.81 ページ: 051138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Quantum Fluctuation in Frustrated Systems -Order by Disorder and Reentrant Phase Transition- (2010)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Masaki Hirano, Seiji Miyashita
  • 雑誌名: Lecture Note in Physics (Springer) "Quantum Quenching, Annealing, and Computation" Vol.802 ページ: 215
• [学会発表] Quantum Information Meets Statistical Physics (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中宗
  • 学会等名: Symposium on Quantum Information and Quantum Computing
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2011-03-12
• [学会発表] Entanglement Entropy in Valence-Bond-Solid States on Symmetric Graphs (2011)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Hosho Katsura, Naoki Kawashima, Anatol N.Kirillov, Vladimir E. Korepin
  • 学会等名: The Third International Workshop on Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-02-15
• [学会発表] Quantum Fluctuation and Invisible Fluctuation on the Potts Model (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tamura, Shu Tanaka, Issei Sato, Kenichi Kurihara
  • 学会等名: The Third International Workshop on Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-02-15
• [学会発表] Quantum Annealing for Variational Bayes Inference (2011)
  • 著者名/発表者名: Issei Sato, Kenichi Kurihara, Shu Tanaka, Seiji Miyashita, Hiroshi Nakagawa
  • 学会等名: The Third International Workshop on Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-02-15
• [学会発表] Hamiltonian Evaluation by Weak Measurement Scheme (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shikano, Shu Tanaka
  • 学会等名: The Third International Workshop on Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-02-15
• [学会発表] Properties of Generalized Percolation Model (2011)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Ryo Tamura
  • 学会等名: International Symposium "Nanoscience and Quantum Physics 2011"
  • 発表場所: 国際会館(東京)
  • 年月日: 2011-01-27
• [学会発表] Entanglement Entropy in VBS State on Square Lattice and Hexagonal Lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Hosho Katsura, Naoki Kawashima, Anatol N.Kirillov, Vladimir E.Korepin
  • 学会等名: ERATO Macroscopic Quantum Control Conference on Ultracold Atoms and Molecules
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] Dynamical Properties of Potts Model with Invisible States (2011)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Ryo Tamura
  • 学会等名: International Conference on Frustration in Condensed Matter
  • 発表場所: 仙台国際ホール
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Phase Transition of Generalized Ferromagnetic Potts Model -Effect of Invisible States- (2010)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Ryo Tamura, Naoki Kawashima
  • 学会等名: STATPHYS-KOLKATA VII
  • 発表場所: インド・サハ核物理学研究所(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-26
• [学会発表] Entanglement Entropy in Valence-Bond-Solid States on Symmetric Graphs (2010)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Hosho Katsura, Naoki Kawashima, Anatol N.Kirillov, Vladimir E.Korepin
  • 学会等名: International Workshop on "New Development of Numerical Simulations in Low-Dimensional Quantum Systems : From Density Matrix Renormalization Group to Tensor Network Formulations"
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 透明状態のあるポッツモデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中宗、田村亮
  • 学会等名: 日本物理学会2010 年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Weak Measurementによるスピン相互作用の推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中宗、鹿野豊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Entanglement in Valence-Bond-Solid States on Symmetric Graphs (2010)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Hosho Katsura, Naoki Kawashima, Anatol N.Kirillov, Vladimir E.Korepin
  • 学会等名: Statistical Physics of Quantum Systems
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Quantum Annealing -from a viewpoint of effect of some kind of fluctuation for Potts model- (2010)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Ryo Tamura, Issei Sato, Kenichi Kurihara
  • 学会等名: Kinki University Quantum Computing Series Summer School on Diversities in Quantum Computation/Information
  • 発表場所: Uコミュニティーホテル(大阪)
  • 年月日: 2010-08-01
• [学会発表] Phase Transition in Potts Model with Invisible States (2010)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Ryo Tamura, Naoki Kawashima
  • 学会等名: XXIV IUPAP International Conference on Statistical Physics
  • 発表場所: オーストラリア・ケアンズ・コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-07-22
• [学会発表] Spin-Spin Interaction Estimation using Weak Measurement (2010)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shikano, Sota Kagami, Shu Tanaka
  • 学会等名: CREST 2010 International Symposium on Physics of Quantum Technology
  • 発表場所: 一橋メモリアルホール(東京)
  • 年月日: 2010-04-07
• [学会発表] 熱ゆらぎ・量子ゆらぎ同時制御型量子アニーリング法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中宗、佐藤一誠、栗原賢一、中川裕志、宮下精二
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会計算物理学
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Quantum Annealing for Informational Engineering Problems -Clustering and Quantum Bayes Inference- (2009)
  • 著者名/発表者名: Shu Tanaka, Issei Sato, Kenichi Kurihara, Hiroshi Nakagawa, Seiji Miyashita
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-10-16
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://alice.math.kindai.ac.jp/~shu-t/