量子情報処理のためのロバストシステム同定

量子信息处理的鲁棒系统识别

• 批准号: 13J05557
• 负责人: 飯田 早苗
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Keio University
• 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 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05557/
• 关键词: 量子情報処理; 量子制御理論; ロバストシステム同定; ロバスト制御; 量子テレポーテーション; Decoherence Free Subspace

現在提案されている量子情報処理のほとんどのプロトコルは，「理想的」な状況下における「静的」な操作として記述されている．一方，現実的な量子系は「不確かさ」を有し，さらに時間連続的に状態が変化するため，そのダイナミクスも含めた「動的」なプロトコルが必要である．本課題の目的は，量子情報処理の実用化に向け，現実的な量子系のもつ「不確かさ」や「ダイナミクス」も含めて，対象量子系の状態を同定する手法を確立することである．この目標の達成に向け，申請者は，「線形量子系」を対象に，量子情報操作のなかでも特に重要なプロトコルである「量子テレポーテーション」について，既存の情報操作のプロトコルを制御理論の枠組みで捉え直し，対象量子系のダイナミクスを捉えた数理モデルを提案した．その主な恩恵は，次の三点である．まず，ダイナミクスを捉えた数理モデルを提案することで，ダイナミクスそのものを情報として転送することが可能となった．これにより，「光の状態」から「物質のダイナミクス」へのテレポーテーションなど，従来とは異なるもの同士の間で情報を転送することができる．また，量子テレポーテーションはこれまで1-modeの量子状態についてのみ考えられてきたが，本研究では多次元化が容易である線形量子系に着目することで，n-modeの量子状態の転送を可能とし，テレポートできる情報量を増大させることに成功した．最後に，量子テレポーテーションを制御理論の枠組みで捉えることで，量子テレポーテーションの成功条件を「取得する情報量」，「系の安定性」及び「可制御性」の調整という，各パラメータを設計する問題に落とし込んだ．このようにテレポーテーションを制御理論の視点から再考することによって，その成功条件をパラメータ設計問題として捉え，設計指針を容易に得られるようになった．

Now the proposal is that quantum information processing should be carried out in an "ideal" condition, and the operation should be described in a "static" condition. On the one hand, the quantum system in existence is "inaccurate", and the state of the time connection is changed, and the state of the time connection is changed, and the state of the time connection is changed. The purpose of this project is to establish a method for determining the state of an image quantum system in the direction of the application of quantum information processing. In order to achieve this goal, the applicant is interested in the "linear quantum system" as the object, quantum information operation is particularly important, and the existing information operation is particularly important. The Lord is gracious, and the Lord is gracious. Now, it is possible to capture mathematical and physical objects and send information to the user. "State of Light" means "substance" means "substance." In this study, we have found that the quantum state of n-mode quantum system can be transmitted easily and the information content of n-mode quantum system can be increased. Finally, the success conditions of quantum technology are "information acquisition,""stability of the system" and "controllability." This is the first time that a design problem has been solved.

项目成果

微小振動子の入力揚位相揺らぎに対するロバストLQG制御

针对微振荡器输入相位波动的鲁棒 LQG 控制

• 发表时间: 2013
• 作者: 松長 遼;長門石 曉;津本浩平;飯田早苗
• 通讯作者: 飯田早苗