量子通信計算量とその応用に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22700014
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 情報学基礎
• 研究機関: 名古屋大学 (2012-2013); 大阪府立大学 (2010-2011)
• 研究代表者: 西村 治道 名古屋大学, 情報科学研究科, 准教授 (70433323)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 量子通信通信量 / ネットワーク符号 / 質問計算量 / 対話型証明

研究概要

量子通信計算量は量子計算量理論の主要トピックの一つであり，複数のパーティが共同で何らかの関数の計算を行う上で必要な量子通信の量を測ることを目的とする．本研究では，量子通信計算量の量子ネットワーク符号，量子質問計算量，量子対話型証明への応用を研究した．これらの計算および通信モデルの可能性とその限界が通信量の観点から探究された．とくに，一般的な量子ネットワーク符号プロトコルの構築や量子対話型証明プロトコルのパラメータの改善に成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Recovering strings in oracles : quantum and classic (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Iwama, Harumichi Nishimura
  • 雑誌名: International Journal of Foundations of Computer Science (招待論文) 巻: 24 ページ: 979-993
• [雑誌論文] Achieving perfect completeness in classical-witness quantum Merlin-Arthur proof systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Stephen P. Jordan, Hirotada Kobayashi, Daniel Nagaj, Harumichi Nishimura
  • 雑誌名: Quantum Information & Computation 巻: 12(5-6) ページ: 461-471
  • 査読あり
• [雑誌論文] On QMA protocols with two short quantum proofs (2012)
  • 著者名/発表者名: Francois Le Gall, Shota Nakagawa, Harumichi Nishimura
  • 雑誌名: Quantum Information & Computation 巻: 12(7-8) ページ: 589-600
  • 査読あり
• [雑誌論文] Junichi Teruyama, Quantum counterfeit coin problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Iwama, Harumichi Nishimura, Rudy Raymond
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: 456 ページ: 51-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unbounded-error quantum query complexity (2011)
  • 著者名/発表者名: Ashley Montanaro, Harumichi Nishimura, Rudy Raymond
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: 412(35) ページ: 4619-4628
  • 査読あり
• [学会発表] Quantum network coding - How can network coding be applied to quantum information? (2013)
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 学会等名: 2013 IEEE International Symposium on Network Coding (NetCod2013)
  • 発表場所: Calgary (Canada)
  • 年月日: 20130607-09
  • 招待講演
• [学会発表] Towards Perfect Completeness in QMA (2013)
  • 著者名/発表者名: Stephen Jordan, Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall, Daniel Nagaj, and Harumichi Nishimura
  • 学会等名: 16th Workshop on Quantum Information Processing (QIP2013)
  • 発表場所: Beijing (China) (査読有)
  • 年月日: 20130121-25
• [学会発表] Stronger methods of making quantum interactive proofs perfectly complete (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall, and Harumichi Nishimura
  • 学会等名: 4th ACM Conference on Innovations in Theoretical Computer Science (ITCS2013)
  • 発表場所: Berkeley (USA) (in Proceedings of ITCS2013, 329-352 査読有)
  • 年月日: 20130109-12
• [学会発表] Stronger methods of making quantum interactive proofs perfectly complete (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林弘忠,Francois Le Gall,西村治道
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 奈良 (COMP2013-24, 31-38)
  • 年月日: 2013-06-24
• [学会発表] 衝突の列挙に関する量子質問計算量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大和雅英,西村治道
  • 学会等名: 第27回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 横浜 (第27回量子情報技術研究会資料, 154-157)
  • 年月日: 20121127-28
• [学会発表] Reducing error probabilities of quantum Merlin-Arthur proof systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Harumichi Nishimura
  • 学会等名: Japan-Singapore Workshop on Multi-user Quantum Networks
  • 発表場所: Singapore (Singapore)
  • 年月日: 20120917-20
• [学会発表] Reconstructing strings from substrings with quantum queries (2012)
  • 著者名/発表者名: Richard Cleve, Kazuo Iwama, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Seiichiro Tani, Junichi Teruyama, Shigeru Yamashita
  • 学会等名: 13th Scandinavian Symposium and Workshops (SWAT2012)
  • 発表場所: Helsinki (Finland) (in Proceedings of SWAT2012, Lecture Notes in Computer Science 7357, 622-633 査読有)
  • 年月日: 20120704-06
• [学会発表] Improved quantum algorithms for reconstructing strings from substrings (2012)
  • 著者名/発表者名: Richard Cleve, Kazuo Iwama, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Seiichiro Tani, Junichi Teruyama, Shigeru Yamashita
  • 学会等名: 5th Annual Meeting of the Asian Association for Algorithms and Computation (AAAC2012)
  • 発表場所: Shanghai (China) (査読有)
  • 年月日: 20120421-22
• [学会発表] On QMA protocols with two short quantum proofs (2012)
  • 著者名/発表者名: Francois Le Gall, 中川翔太,西村治道
  • 学会等名: 数理解析研究所研究集会 : アルゴリズムと計算理論の新展開(2011年冬のLA シンポジウム)
  • 発表場所: 京都 (数理解析研究所講究録 1799, 73-80)
  • 年月日: 20120130-0201
• [学会発表] Reconstructing strings from substrings with quantum queries (2012)
  • 著者名/発表者名: Richard Cleve, 岩間一雄, Francois Le Gall, 西村治道, 谷誠一郎, 照山順一, 山下茂
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 堺 (COMP2012-2, 7-14)
  • 年月日: 2012-04-27
• [学会発表] On QMA protocols with two short quantum proofs (2011)
  • 著者名/発表者名: Francois Le Gall, 中川翔太,西村治道
  • 学会等名: 第25回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 東京 (第25回量子情報技術研究会資料, 21-26)
  • 年月日: 20111121-22
• [学会発表] Constructing quantum network coding schemes from classical nonlinear protocols (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Martin Roetteler
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Information Theory 2011 (ISIT2011)
  • 発表場所: Saint Petersburg (Russia) (in Proceedings of ISIT2011, 109-113 査読有)
  • 年月日: 20110731-0805
• [学会発表] Reconstructing strings from substrings with quantum queries (2011)
  • 著者名/発表者名: Richard Cleve, Kazuo Iwama, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Seiichiro Tani, Junichi Teruyama, Shigeru Yamashita
  • 学会等名: 4th Annual Meeting of the Asian Association for Algorithms and Computation (AAAC2011)
  • 発表場所: Hsinchu (Taiwan) (査読有)
  • 年月日: 20110416-17
• [学会発表] Constructing quantum network coding schemes from classical nonlinear protocols (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Martin Roetteler
  • 学会等名: 14th Workshop on Quantum Information Processing (QIP2011)
  • 発表場所: Sentosa (Singapore) (査読有)
  • 年月日: 20110110-14
• [学会発表] Constructing quantum network coding schemes from classical nonlinear protocols (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林弘忠,Francois Le Gall,西村治道,Martin Roetteler
  • 学会等名: コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 長野 (COMP2011-15, 25-31)
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] Quantum counterfeit coin problems (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Iwama, Harumichi Nishimura, Rudy Raymond, Junichi Teruyama
  • 学会等名: 21st International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC2010)
  • 発表場所: Jeju (Korea) (in Proceedings of ISAAC2010, Lecture Notes in Computer Science 6506, 73-84 査読有)
  • 年月日: 20101215-17
• [学会発表] Quantum counterfeit coin problems (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩間一雄,西村治道,Rudy Raymond,照山順一
  • 学会等名: 第23回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 東京 (第23回量子情報技術研究会資料, 24-29)
  • 年月日: 20101115-16
• [学会発表] Blier-Tapp QMAプロトコルの健全性について (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川翔太,西村治道
  • 学会等名: 第23回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 東京 (第23回量子情報技術研究会資料, 132-135)
  • 年月日: 20101115-16
• [学会発表] 量子ネットワーク符号 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村治道
  • 学会等名: 第13回情報論的学習理論ワークショップ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20101104-06
  • 招待講演
• [学会発表] Perfect quantum network communication protocol based on classical network coding (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Martin Roetteler
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Information Theory 2010 (ISIT2010)
  • 発表場所: Austin (USA) (in Proceedings of ISIT2010, 2686-2690 査読有)
  • 年月日: 20100613-18
• [学会発表] Quantum counterfeit coin problems (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Iwama, Harumichi Nishimura, Rudy Raymond, Junichi Teruyama
  • 学会等名: 3rd Annual Meeting of the Asian Association for Algorithms and Computation (AAAC2010)
  • 発表場所: Pohang (Korea) (査読有)
  • 年月日: 20100417-19
• [図書] 電子情報通信学会ハンドブック「知識ベース 知識の森」S2群5編3章1節(量子計算理論)および6群2編6章2節(通信計算量) (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村治道
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.math.cm.is.nagoya-u.ac.jp/~hnishimura