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2023 年度 実施状況報告書

量子統計における漸近理論

研究課題

研究課題/領域番号 22K03466
研究機関金沢大学

研究代表者

山形 浩一  金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (30743520)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
キーワード量子統計 / 局所漸近正規性 / 漸近表現定理 / 仮設検定 / ユニタリ通信路
研究実績の概要

最も大きい目標であった漸近表現定理の証明を完成させ、学術論文への掲載に至り、オープンアクセスとした。
"Efficiency of estimators for locally asymptotically normal quantum statistical models," Akio Fujiwara, Koichi Yamagata, The Annals of Statistics 51(3) 1159-1182 2023年6月1日.
この定理は量子統計モデルの列が局所漸近正規性を有してかつ漸近D不変性という性質を持つ場合 に、任意の量子的統計量の列を量子ガウス状態族の統計量に帰着できることを主張する。
この研究成果について、名古屋大学におけるBuscemi教授が主催する国際ワークショップで口頭発表を行った。かなり大規模な理論なので前半と後半に分けて発表を行い前半は共著者である大阪大学の藤原彰夫先生が担当し、後半は山形が担当した。
この理論の応用は多く考えられるが、まずは仮説検定に応用する研究を進めた。量子漸近表現定理が統計量の同等性を主張しているので、検定量の同等性も言えることを利用する。一定の研究結果が得られたので2024年度に論文化を目指したい。
さらにユニタリー通信路の推定理論の研究においても一定の研究成果が得られた。従来のユニタリー通信路の推定理論はモデルの対称性を利用したものが多かったが、本研究では対称性を要請しないので応用範囲が遥かに広い。任意の重みで達成可能な平均二乗誤差の下限を導出することに成功した。この研究成果は学術論文に投稿済みである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

最も大きい目標であった量子漸近表現定理の証明の論文掲載終え、応用の研究に着手し、すでに検定の分野で新しい結果が得られている。さらに通信路の推定理論でも新しい論文投稿に至っており、進捗としては順調であると言える。

今後の研究の推進方策

漸近表現定理から多くの定理が誘導されることが期待でき、それらをできるだけ多く提案していく。仮設検定への応用はすでに結果が得られているので共著者と洗練化を進めて論文化を目指す。続いて別の応用として漸近推定論における畳み込み定理の証明を行う。またこれまでほとんど手を付けてこられなかった非I.I.D.モデル列の量子局所漸近正規性での応用を考えていく。
漸近D不変性が何を意味しているのかについての研究も行う。この研究は統計的十分性と関係してくる。

次年度使用額が生じた理由

国外での発表を予定していたが、当該年度に予定が合わなかったため。この分は次年度で国際学会の旅費にあてる計画である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Efficiency of estimators for locally asymptotically normal quantum statistical models2023

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Akio、Yamagata Koichi
    • 雑誌名

      The Annals of Statistics

      巻: 51 ページ: 1159-1182

    • DOI

      10.1214/23-aos2285

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A theory of quantum local asymptotic normality, Part II: Asymptotic representation theorem2023

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yamagata
    • 学会等名
      Mini Workshop: Recent Advances in Quantum Mathematical Statistics
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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