【研究分野】制御・システム工学

【研究領域課題番号】15K06151 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

量子メモリ / システム制御理論 / 量子情報 / 量子状態転送・変換

【研究成果の概要】

本研究の目的は、システム制御理論に基づき量子状態変換のための設計理論を構築することである。対象系に応じて次の成果を得た。(1) 多入力多出力線形系について、完全状態転送の必要十分条件と実行プロトコルを明らかにした。また、この成果を量子光スイッチ設計へ応用した。(2) 典型的な無限次元系であるGradient Echo Memory について、必要な入力波形、転送精度の離調依存性などを明らかにした。(3) 非線形qubit結合系について、完全状態転送の必要十分条件と実行プロトコルを明らかにした。(4) 1入力1出力線形系について、入力パルス波形の複雑さを軽減するプロトコルを開発した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】制御工学

【研究領域課題番号】24760341 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

量子情報 / 制御理論 / 量子系 / デコヒーレンス / デコヒーレンスフリー部分系 / 量子メモリ / フィードバック制御 / システム制御理論 / デコヒーレンスフリー

【研究成果の概要】

本研究では、主に次の成果が得られた。(１) 量子情報処理の実現に有用な概念である「デコヒーレンスフリー部分系(DFS)」の数理的特徴付けと設計理論を、「連続値線形」の場合に、システム制御理論に基づいて構築することに成功した。(２)フィードバック制御によってDFSを生成する手法を開発した。(３) システム制御理論において非常に重要な概念として利用されている「伝達関数のゼロ点」および「ゼロダイナミクス」の概念を用いて、DFSを量子メモリとして用いるための一般的方法論を構築した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】制御工学

【研究領域課題番号】21760336 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

システム制御理論 / 量子力学 / 量子情報 / 量子系 / フィードバック制御 / 量子光学 / 量子相関 / 量子メモリ

【研究成果の概要】

ネットワークの構成要素がそれぞれ量子系で与えられる「量子ネットワーク」を考察し、ノード間の量子相関を強化するフィードバック制御系の構築法を与えた。とくに、最大の量子相関を生成するシステムの完全な特徴付けを得た。また、スクイズド光を強化する量子制御器の実験的構築に成功した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)