反強磁性的な量子揺らぎを用いた量子アニーリングの研究

利用反铁磁量子涨落的量子退火研究

• 批准号: 13J06788
• 负责人: 関 優也
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J06788/
• 关键词: 量子アニーリング; 量子相転移; Qudit; Wajnflasz-Pick模型; 量子計算; 量子多体局在現象; 計算複雑性理論; 量子揺らぎ

・研究の成果Quditを用いた量子アニーリングと量子相転移現象との関連についての研究を行った．量子アニーリングは，2つの準位を持つqubitを用いた系で実行されることを通常は想定されている．しかしながら，もっと多くの順位を持つ系を用いた量子アニーリングを構成することも可能である．多数の順位を導入した時，その準位間の量子的遷移の可能性が新たに生まれるため，その遷移を制御することで量子アニーリングの効率が変わることが期待される．量子2準位系の自然な拡張として考えられるWajnflasz-Pick模型を解析した．その結果，模型の準位数やその間の遷移を変化させることで量子相転移現象が変化することが確かめられた．具体的にわかった内容は次の通りである．(1) 上スピンと下スピン状態の縮退数が同じで縮退している状態間の遷移を表すパラメータが正の場合，あるいは縮退している準位間の遷移が無い場合，系は通常の２準位系と同じ振る舞いを示すことがわかった．(2) 縮退数が異なりかつ遷移を表すパラメータが非ゼロの正の実数の場合，もともとの2準位系では存在しなかった１次の量子相転移が起こることがわかった．・意義と重要性量子アニーリングは組合せ最適化問題を解くための手法の一つである．組合せ最適化問題の効率的解法を探索することは社会に対し大きな貢献をする．なぜならば，物流の配送ルートの短縮化やタンパク質の構造解析などの様々な分野で組合せ最適化問題が現れるからである．Quditを用いた量子アニーリングの解析はこれまであまりされていなかった．実際に量子アニーリングを実行する際に上述した多準位系を用いることは可能であり，その際の量子アニーリングの効率を知っておくことは，組合せ最適化問題の効率的解法を探索する上で重要である．

の, research Qudit を with い た quantum ア ニ ー リ ン グ と planning quantum phase shift phenomenon と の masato even に つ い て の を line っ た. Quantum ア ニ ー リ ン グ は, 2 つ の quasi a を hold つ qubit を with い た department で line be さ れ る こ と を は usually want to set さ れ て い る. し か し な が ら, も っ と more く の sequence を を つ department with い た quantum ア ニ ー リ ン グ を constitute す る こ と も may で あ る. Most の sequence を import し た, そ の の quantum migration between quasi a possibility の が new た に raw ま れ る た め, そ の migration を suppression す る こ と で quantum ア ニ ー リ ン グ の が sharper rate variations わ る こ と が expect さ れ る. The quantum-2 quasi-level system is based on the natural な拡 zhang と て て examination えられるWajnflasz-Pick model を analysis た た. そ の results, model の digits や そ の の migration between を variations change さ せ る こ と で が planning quantum phase shift phenomenon - the す る こ と が か indeed め ら れ た. The specific content of にわ (った) った is the same as った (である). Under (1) ス ピ ン と ス ピ ン state の retreat several が with じ で retreat し て い る を の migration between state table す パ ラ メ ー タ が is の occasions, あ る い は retreat し て い る の migration between quasi a が い occasions, fasten は の usually 2 must dance a vibration system with じ と る い を shown す こ と が わ か っ た. (2) the number of retreat が different な り か つ migration を table す パ ラ メ ー タ が non ゼ ロ の is の be の occasions, も と も と の quasi 2 bits is で は exist し な か っ た once planning の quantum phase shift が up こ る こ と が わ か っ た. · Meaning と importance quantum アニ リ リ リ グ である combinatorial せ optimization problem を solution くため technique である one である である. The solution to the combinatorial せ optimization problem and its efficiency を explore the する する と と に society に 's contribution to な な. の な ぜ な ら ば, a logistics distribution ル ー ト の shortening the や タ ン パ ク qualitative の structure な ど の others 々 な eset で せ combination optimization problem が now れ る か ら で あ る. Quantum ア Qudit を with い た ニ ー リ ン グ の parsing は こ れ ま で あ ま り さ れ て い な か っ た. Be interstate に quantum ア ニ ー リ ン グ を line be す る interstate に above し た を how accurate a department with い る こ と は may で あ り, そ の interstate の quantum ア ニ ー リ ン グ の sharper rate を know っ て お く こ と は, combination せ optimization problem の を sharper rate method to explore す る で important で あ る.

项目成果

A method to control order of quantum phase transitions of generalized Ising models

广义伊辛模型量子相变阶数控制方法

• 发表时间: 2015
• 作者: 池内友子;千葉雄太;成瀬正啓;新垣真紀子;中村卓史;福本 敏;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;Yuya Seki and Hidetoshi Nishimori;木山幸輔;関優也;関優也;Yuya Seki
• 通讯作者: Yuya Seki

Quantum annealing with antiferromagnetic fluctuations

• DOI: 10.1103/physreve.85.051112
• 发表时间: 2012-05-10
• 期刊: PHYSICAL REVIEW E
• 影响因子: 2.4
• 作者: Seki, Yuya;Nishimori, Hidetoshi
• 通讯作者: Nishimori, Hidetoshi

Quantum annealing with antiferromagnetic fluctuations in mean-field models

平均场模型中反铁磁涨落的量子退火

• 发表时间: 2014
• 作者: 池内友子;千葉雄太;成瀬正啓;新垣真紀子;中村卓史;福本 敏;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;Yuya Seki and Hidetoshi Nishimori;木山幸輔;関優也;関優也;Yuya Seki;関優也;Yuya Seki;関優也;関優也;関優也
• 通讯作者: 関優也

位相変化を伴う繊維を持つWajnflasz-Pick 模型における量子相転移の制御

利用相变纤维控制 Wajnflasz-Pick 模型中的量子相变

• 发表时间: 2016
• 作者: 池内友子;千葉雄太;成瀬正啓;新垣真紀子;中村卓史;福本 敏;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;Yuya Seki and Hidetoshi Nishimori;木山幸輔;関優也
• 通讯作者: 関優也

一般化したイジング模型における量子相転移の制御

广义伊辛模型中量子相变的控制

• 发表时间: 2015
• 作者: 池内友子;千葉雄太;成瀬正啓;新垣真紀子;中村卓史;福本 敏;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;木山幸輔;Yuya Seki and Hidetoshi Nishimori;木山幸輔;関優也;関優也;Yuya Seki;関優也
• 通讯作者: 関優也