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2023 年度 実績報告書

確率的な制御誤差が量子アニーリングの性能に与える影響の評価

研究課題

研究課題/領域番号 21K13848
研究機関東北大学

研究代表者

奥山 真佳  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (60844321)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード量子アニーリング / 断熱定理 / 確率微分方程式 / 動的量子相転移 / スピングラス / 西森線
研究実績の概要

本研究課題ではハミルトニアンに確率的に生じる制御誤差をシュレディンガー方程式における確率ノイズとして定式化することにより、確率微分方程式の解析を通じて、確率的な制御誤差が量子アニーリングの効率にどのような影響を及ぼすかを解明することを目指した。 前年度までの研究成果は以下のとおりである。
(i)確率的な制御誤差が存在するシュレディンガー方程式において、目的の状態を得るために必要な測定回数と制御誤差の強さの間に成立する閾値定理を示した。
(ii)確率的なノイズが存在する2準位系のシュレディンガー方程式の時間発展と見なすことができる、行列値幾何ブラウン運動の厳密解をレプリカ法により得た。
本年度は残っていた重要な問題として、昨年度に引き続き、確率微分方程式において断熱定理を確立することに取り組んだ。先行研究では確率ノイズが決定的な項と可換な場合に断熱定理の対応物が得られている。先行研究の結果を非可換な場合に拡張するべく取り組んでいるが、残念ながら満足のいく結果は得られていない。
また、当初予定していなかったテーマとして、確率微分方程式の時間発展演算子と見なすことができるスピングラス模型の厳密解析に取り組んだ。特に、強磁性模型において知られていた様々な厳密な結果の対応物を西森線上のスピングラス模型に対して拡張することに成功した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Gibbs-Bogoliubov Inequality on the Nishimori Line2023

    • 著者名/発表者名
      Okuyama Manaka、Ohzeki Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 1-4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.084002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mean-field theory is exact for Ising spin glass models with Kac potential in non-additive limit on Nishimori line2023

    • 著者名/発表者名
      Okuyama Manaka、Ohzeki Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 56 ページ: 325003~325003

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ace6e4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exact Solution of Free Entropy for Matrix-Valued Geometric Brownian Motion with Non-Commutative Matrices via Replica Method2023

    • 著者名/発表者名
      Okuyama Manaka、Ohzeki Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 92 ページ: 1-7

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.114001

    • 査読あり
  • [学会発表] レプリカ法を通して見る行列値幾何ブラウン運動と平均場量子スピン系の関係2024

    • 著者名/発表者名
      奥山真佳、大関真之
    • 学会等名
      第4回量子技術ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 平均場模型と密な希釈平均場模型の自由エネルギーの等価性の証明2023

    • 著者名/発表者名
      奥山真佳、大関真之
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
  • [学会発表] Mean-field theory is exact for Ising spin glass models with Kac potential in non-additive limit on Nishimori line2023

    • 著者名/発表者名
      Manaka Okuyama、Masayuki Ohzeki
    • 学会等名
      28th International Conference on Statistical Physics, Statphys28
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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