量子制御技術のための制御・量子・情報理論の融合
【研究分野】制御・システム工学
【研究キーワード】
制御工学 / 量子制御 / 量子フィルタリング理論 / 量子統計 / 量子計算 / 量子アニーリング / 量子スムージング
【研究成果の概要】
本研究では量子フィードバック(FB)制御理論，量子力学系の推定，量子計算理論の各分野を融合し，制御理論・量子力学・情報理論の3分野にまたがる有用な理論の確立をめざした．具体的には，(I:制御) 実現性のある光学キャビティの量子FB制御，局所的観測と操作による大規模量子系のFB制御，通信量制約下の熱力学系のFB制御，(II:量子推定) 量子スムージング，実現性を考慮した射影測定の選択，ゲーム理論的考えに基づく量子状態無情報事前分布の推定，(III:量子計算理論) 量子アニーリングの新たなアルゴリズムの手法およびFB制御による性能向上，確定的量子アニーリングEMアルゴリズムの提案，等の結果を得た．
【研究の社会的意義】
フィードバック制御は対象・観測・制御則・操作から構成されるが，量子力学系の場合，各要素の定義・設定そのものの多様性と相互依存性により，全体との関係の中で各々重要な意味を持つ．本研究の諸結果は，学術的には，そのような各要素の意味について，あるいは各要素間の関係について答えるものであり，制御理論，量子力学，情報理論の各分野を有機的に融合するための基礎を与えるものと位置づけられる．また社会的意義として量子フィードバック制御の技術は，量子情報機器に高性能性とシステム誤差やノイズに対するロバストネスを与える効果があり，量子情報機器の発展に大いに貢献するものである．
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 大木 健太郎 | 京都大学 | 情報学研究科 | 助教 | (Kakenデータベース) |
| 田中 冬彦 | 大阪大学 | 基礎工学研究科 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
| 大関 真之 | 東北大学 | 情報科学研究科 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究協力者】 |
| 原 辰次 | |
| 太田 快人 | |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)