氏名

ユアサ カズヤ

湯浅 一哉

職名

教授

所属

(先進理工学部)

連絡先

メールアドレス

メールアドレス
yuasa@waseda.jp

URL等

WebページURL

http://www.f.waseda.jp/yuasa/

研究者番号
90339721

本属以外の学内所属

兼担

理工学術院(大学院先進理工学研究科)

学内研究所等

自己組織系物理ホリスティック研究所

研究所員 2012年-2014年

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2018年-

ホリスティック物理学研究所

研究所員 2015年-2019年

ホリスティック物理学研究所

研究所員 2019年-

学歴・学位

学歴

-1996年 早稲田大学 理工学部 応用物理学科
-2001年 早稲田大学 理工学研究科 物理学及応用物理学

学位

博士(理学) 早稲田大学

修士(理学) 早稲田大学

経歴

1998年-2001年日本学術振興会特別研究員(DC1)
2001年-2004年早稲田大学理工学部 助手
2004年-2006年早稲田大学大学院理工学研究科 客員講師(専任扱い)
2006年-2007年独立行政法人産業技術総合研究所 研究員
2007年-2007年イタリア・バーリ大学 博士研究員
2007年-2012年早稲田大学高等研究所 准教授
2012年-2013年早稲田大学先進理工学部 准教授
2013年-早稲田大学先進理工学部 教授

所属学協会

日本物理学会

委員歴・役員歴(学外)

国内研究会世話人
第29回量子情報技術研究会(QIT29)
世話人
2013年11月-日(月)-19日(火)
早稲田大学西早稲田キャンパス(東京)
国際会議組織委員
2012年-Research in Optical Sciences "Quantum Information and Measurement (QIM)" (OSA Optics and Photonics Congress)
ProgramCommittee
2012年-March 19-21,
MesseBerlinGmbH,Berlin,Germany
国内学会組織委員
第59回応用物理学関係連合講演会
現地実行委員
2012年03月-日(木)-18日(日)
早稲田大学早稲田キャンパス(東京)
国際研究集会組織委員
2011年-Italy-TWIns-Waseda Workshop (November 7-11, 2011)
"QuantumTechnologies:Information,CommunicationandComputation"
2011年-November 7-8,
OnoMemorialHall,WasedaUniversity,Tokyo
一般向け講演会主催
2003年-Anthony J. Leggett教授 (ノーベル物理学賞受賞者) 講演会
"DoestheEverydayWorldReallyObeyQuantumMechanics?"
2010年03月-日(土) 14:00-15:30
早稲田大学大隈記念講堂小講堂(東京)
国際研究集会組織委員
WasedaMeeting"QuantumTechnologies:InformationandCommunication"
2009年-December 9-11,
NishiWaseda Campus (Building No. 55N), Waseda University, Tokyo
国際研究集会組織委員
WasedaMeeting"QuantumInformation,QuantumCoherenceandRelatedTopics"
2008年-September 16-18,
NishiWaseda Campus (Building No. 55N), Waseda University, Tokyo
国際会議組織委員
WasedaInternationalSymposiumonFundamentalPhysics:NewPerspectivesinQuantumPhysics
2002年-November 12-15,
InternationalConferenceHall(IBUKAHALL),WasedaUniversity,Tokyo

受賞

Outstanding Reviewer Award for New Journal of Physics 2017

2018年03月授与機関:Institute of Physics Publishing

その他基本情報

Press Releases: SPring-8, トピックス (2005/4/7) 有機色素分子の結晶構造と結晶化による色変化との関係 Lightsources.org, Latest Press Release (2005/4/7) Relation between the Crystal Structure and the Crystal Color of Organic Dye Molecules 日経産業新聞 (日本経済新聞社) 先端技術面 (2005/4/8) 色変化の仕組み解明 早大 結晶構造の違いに着目 日刊工業新聞 (日刊工業新聞社) 科学技術面 (2005/4/8) 有機色素分子の結晶構造 「色」との関係明らかに 早大などX線解析 週間科学新聞 (科学新聞社) 第一面 (2005/4/15) 結晶構造と色変化を定量化有機光デバイス開発指針に 早大などの研究グループ成功 知財情報局 (Braina) 先端技術 (2005/5/10) 結晶構造と色の変化,有機光デバイス開発の強力ツール 講演: RU11シンポジウム「東日本大震災: 大学の責務と貢献を考える」(2011/9/11)

研究分野

キーワード

量子論基礎、量子情報、量子コヒーレンス、量子系制御、開放系の量子論、場の量子論

科研費分類

数物系科学 / 物理学 / 数理物理・物性基礎

数物系科学 / 物理学 / 原子・分子・量子エレクトロニクス

数物系科学 / 物理学 / 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

数物系科学 / 物理学 / 物性I

研究テーマ履歴

2014年-2017年基盤研究(C)「量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報」

個人研究

2009年-2012年若手研究(B)「量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理」

個人研究

2006年-2006年若手研究(B)「量子コヒーレンス制御とその量子情報分野への応用」

個人研究

1998年-2000年特別研究員奨励費「積分核を活用した確率過程量子化法」

個人研究

論文

Relaxation to Gaussian Generalized Gibbs Ensembles in Quadratic Bosonic Systems in the Thermodynamic Limit

Takaaki Monnai, Shohei Morodome, and Kazuya Yuasa

Physical Review E査読有り100(2)p.0221052019年08月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Generalized Adiabatic Theorem and Strong-Coupling Limits

Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, and Kazuya Yuasa

Quantum査読有り3p.1522019年06月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Optimal Gaussian Metrology for Generic Multimode Interferometric Circuit

Teruo Matsubara, Paolo Facchi, Vittorio Giovannetti, and Kazuya Yuasa

New Journal of Physics査読有り21(3)p.0330142019年03月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Long-Lived Entanglement of Two Multilevel Atoms in a Waveguide

Paolo Facchi, Saverio Pascazio, Francesco V. Pepe, and Kazuya Yuasa

Journal of Physics Communications査読有り2(3)p.0350062018年03月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

On the Derivation of the GKLS Equation for Weakly Coupled Systems

Paolo Facchi, Marilena Ligabò, and Kazuya Yuasa

Open Systems & Information Dynamics査読有り24(01)p.17400172017年11月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

概要:We consider the reduced dynamics of a small quantum system in interaction with a reservoir when the initial state is factorized. We present a rigorous derivation of a GKLS master equation in the weak-coupling limit for a generic bath, which is not assumed to have a bosonic or fermionic nature, and whose reference state is not necessarily thermal. The crucial assumption is a reservoir state endowed with a mixing property: the n-point connected correlation function of the interaction must be asymptotically bounded by the product of two-point functions (clustering property).

Estimating Temperature via Sequential Measurements

Antonella De Pasquale, Kazuya Yuasa, and Vittorio Giovannetti

Physical Review A査読有り96(1)p.0123162017年07月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Remote Parameter Estimation in a Quantum Spin Chain Enhanced by Local Control

Jukka Kiukas, Kazuya Yuasa, and Daniel Burgarth

Physical Review A査読有り95(5)p.0521322017年05月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Lindbladian Purification

Christian Arenz, Daniel Burgarth, Vittorio Giovannetti, Hiromichi Nakazato, and Kazuya Yuasa

Quantum Science and Technology査読有り2(2)p.0240012017年04月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Can Decay Be Ascribed to Classical Noise?

Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Giancarlo Garnero, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, and Kazuya Yuasa

Open Systems & Information Dynamics査読有り24(1)p.17500012017年04月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Uncertainty Relations in the Framework of Equalities

Tohru Ozawa and Kazuya Yuasa

Journal of Mathematical Analysis and Applications査読有り445(1)p.998 - 10122017年01月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Typical Pure Nonequilibrium Steady States and Irreversibility for Quantum Transport

Takaaki Monnai and Kazuya Yuasa

Physical Review E査読有り94(1)p.0121462016年07月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Universal Control Induced by Noise

Christian Arenz, Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Vittorio Giovannetti, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, and Kazuya Yuasa

Physical Review A査読有り93(6)p.0623082016年06月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

概要:On the basis of the quantum Zeno effect, it has been recently shown [D. K. Burgarth et al., Nat. Commun. 5, 5173 (2014)] that a strong-amplitude-damping process applied locally on a part of a quantum system can have a beneficial effect on the dynamics of the remaining part of the system. Quantum operations that cannot be implemented without the dissipation become achievable by the action of the strong dissipative process. Here we generalize this idea by identifying decoherence-free subspaces (DFSs) as the subspaces in which the dynamics becomes more complex. Applying methods from quantum control theory, we characterize the set of reachable operations within the DFSs. We provide three examples that become fully controllable within the DFSs while the control over the original Hilbert space in the absence of dissipation is trivial. In particular, we show that the (classical) Ising Hamiltonian is turned into a Heisenberg Hamiltonian by strong collective decoherence, which provides universal quantum computation within the DFSs. Moreover, we perform numerical gate optimization to study how the process fidelity scales with the noise strength. As a by-product, a subsystem fidelity that can be applied in other optimization problems for open quantum systems is developed.

Photon Distribution at the Output of a Beam Splitter for Imbalanced Input States

Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Magdalena Stobińska, and Kazuya Yuasa

Physical Review A査読有り93(2)p.0238452016年02月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

概要:In the Hong-Ou-Mandel interferometric scheme, two identical photons that illuminate a balanced beam splitter always leave through the same exit port. Similar effects have been predicted and (partially) experimentally confirmed for multiphoton Fock-number states. In the limit of large photon numbers, the output distribution follows a (1-x^2)^{-1/2} law, where x is the normalized imbalance in the output photon numbers at the two output ports. We derive an analytical formula that is also valid for imbalanced input photon numbers with a large total number of photons, and focus on the extent to which the hypothesis of perfect balanced input can be relaxed, discussing the robustness and universal features of the output distribution.

Hamiltonian Purification

Davide Orsucci, Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Kazuya Yuasa, and Vittorio Giovannetti

Journal of Mathematical Physics査読有り56(12)p.1221042015年12月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Quantum Estimation via Sequential Measurements

Daniel Burgarth, Vittorio Giovannetti, Airi N. Kato, and Kazuya Yuasa

New Journal of Physics査読有り17(11)p.1130552015年11月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Two-Mode Bosonic Quantum Metrology with Number Fluctuations

Antonella De Pasquale, Paolo Facchi, Giuseppe Florio, Vittorio Giovannetti, Koji Matsuoka, and Kazuya Yuasa

Physical Review A査読有り92(4)p.0421152015年10月-

DOIlink

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Phase Randomization and Typicality in the Interference of Two Condensates

Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Francesco V. Pepe, Golam Ali Sekh, and Kazuya Yuasa

International Journal of Quantum Information12(7-8)p.15600192015年02月-

DOI

Exponential Rise of Dynamical Complexity in Quantum Computing through Projections

Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Vittorio Giovannetti, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, and Kazuya Yuasa

Nature Communications5p.51732014年10月-

DOI

Typical Pure Nonequilibrium Steady States

Takaaki Monnai and Kazuya Yuasa

Europhysics Letters107(4)p.400062014年08月-

DOI

Interference in a Two-Mode Bose System as a Typical Phenomenon

Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Francesco V. Pepe, and Kazuya Yuasa

Physical Review A89(6)p.0636252014年06月-

DOI

Identifiability of Open Quantum Systems

Daniel Burgarth and Kazuya Yuasa

Physical Review A (Rapid Communication)89(3)p.030302(R)2014年03月-

DOI

Non-Abelian Phases from Quantum Zeno Dynamics

Daniel Burgarth, Paolo Facchi, Vittorio Giovannetti, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, and Kazuya Yuasa

Physical Review A88(4)p.0421072013年10月-

DOI

A Controlled-NOT Gate in a Chain of Qubits Embedded in a Spin Field-Effect Transistor and Its Process Tomography

Makoto Unoki, Hiromichi Nakazato, Kazuya Yuasa, and Kanji Yoh

The European Physical Journal B86(9)p.3932013年09月-

DOI

Ergodic and Mixing Quantum Channels in Finite Dimensions

Daniel Burgarth, Giulio Chiribella, Vittorio Giovannetti, Paolo Perinotti, and Kazuya Yuasa

New Journal of Physics15(7)p.0730452013年07月-

DOI

Entropy-Driven Phase Transitions of Entanglement

Paolo Facchi, Giuseppe Florio, Giorgio Parisi, Saverio Pascazio, and Kazuya Yuasa

Physical Review A87(5)p.0523242013年05月-

DOI

Witnessing the Quantumness of a Single System: From Anticommutators to Interference and Discord

Rosario Fazio, Kavan Modi, Saverio Pascazio, Vlatko Vedral, and Kazuya Yuasa

Physical Review A87(5)p.0521322013年05月-

DOI

Selective Writing and Read-Out of a Register of Static Qubits

Antonella De Pasquale, Francesco Ciccarello, Kazuya Yuasa, and Vittorio Giovannetti

New Journal of Physics15(4)p.0430122013年04月-

DOI

Classical to Quantum in Large-Number Limit

Kavan Modi, Rosario Fazio, Saverio Pascazio, Vlatko Vedral, and Kazuya Yuasa

Philosophical Transactions of the Royal Society A370(1976)p.4810 - 48202012年10月-

DOI

Probing Cooper Pairs with Franson Interferometry

Vittorio Giovannetti and Kazuya Yuasa

Physical Review B86(11)p.1154292012年09月-

DOI

Measurement Scheme for Purity Based on Two Two-Body Gates

Hiromichi Nakazato, Toru Tanaka, Kazuya Yuasa, Giuseppe Florio, and Saverio Pascazio

Physical Review A85(4)p.0423162012年04月-

DOI

マクロ状態と量子測定

湯浅一哉

数理科学 2012年3月号「量子を操る」585p.14 - 202012年03月-

Entanglement-Assisted Tomography of a Quantum Target

Antonella De Pasquale, Paolo Facchi, Vittorio Giovannetti, and Kazuya Yuasa

Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical45(10)p.1053092012年02月-

DOI

Quantum System Identification

Daniel Burgarth and Kazuya Yuasa

Physical Review Letters108(8)p.0805022012年02月-

DOI

Quantumness and Entanglement Witnesses

Paolo Facchi, Saverio Pascazio, Vlatko Vedral, and Kazuya Yuasa

Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical45(10)p.1053022012年02月-

DOI

Dissipative Effects on a Generation Scheme of a W State in an Array of Coupled Josephson Junctions

Rosanna Migliore, Matteo Scala, Aanna Napoli, Kazuya Yuasa, Hiromichi Nakazato, and Antonino Messina

Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics44(7)p.0755032011年03月-

DOI

Relevance of Bose-Einstein Condensation to the Interference of Two Independent Bose Gases

Mauro Iazzi and Kazuya Yuasa

Physical Review A83(3)p.0336112011年03月-

DOI

Interference of an Array of Independent Bose-Einstein Condensates with Fixed Number of Atoms

Satoshi Ando, Kazuya Yuasa, and Mauro Iazzi

International Journal of Quantum Information9p.431 - 4432011年01月-

DOI

Distillation by Repeated Measurements: Continuous Spectrum Case

Bruno Bellomo, Giuseppe Compagno, Hiromichi Nakazato, and Kazuya Yuasa

Physical Review A (Rapid Communication)82(6)p.0601012010年12月-

DOI

Interference of Cooper Pairs Emitted from Independent Superconductors

Mauro Iazzi and Kazuya Yuasa

Physical Review B81(17)p.1725012010年05月-

DOI

Extraction of an Entanglement by Repetition of the Resonant Transmission of an Ancilla Qubit

Kazuya Yuasa

Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical43(9)p.0953042010年02月-

DOI

Entanglement Generation by a Three-Dimensional Qubit Scattering: Concurrence vs. Path (In)Distinguishability

Yasser Omar, Yuichiro Hida, Hiromichi Nakazato, and Kazuya Yuasa

"Quantum Communication and Quantum Networking: First International Conference, QuantumComm 2009, Naples, Italy, October 2009," edited by A. Sergienko, S. Pascazio, and P. Villoresi (Springer, Berlin, 2010)p.17 - 252010年-

DOI

Efficient Generation of a Maximally Entangled State by Repeated On- and Off-Resonant Scattering of Ancilla Qubits

Kazuya Yuasa, Daniel Burgarth, Vittorio Giovannetti, and Hiromichi Nakazato

New Journal of Physics11(12)p.1230272009年12月-

DOI

Thwarted Dynamics by Partial Projective Measurements

Bruno Bellomo, Giuseppe Compagno, Hiromichi Nakazato, and Kazuya Yuasa

Journal of Russian Laser Research30(5)p.451 - 4572009年12月-

DOI

State Tomography of a Qubit through Scattering of a Probe Qubit

Antonella De Pasquale, Kazuya Yuasa, and Hiromichi Nakazato

Physical Review A80(5)p.0521112009年12月-

DOI

Extraction of a Squeezed State in a Field Mode via Repeated Measurements on an Auxiliary Quantum Particle

Bruno Bellomo, Giuseppe Compagno, Hiromichi Nakazato, and Kazuya Yuasa

Physical Review A80(5)p.0521132009年11月-

DOI

Quantum Coherence of Electrons Field-Emitted from a Superconductor: Correlations and Entanglement

Kazuya Yuasa

Physical Review B80(10)p.1045162009年09月-

DOI

Entanglement Generation by Qubit Scattering in Three Dimensions

Yuichiro Hida, Hiromichi Nakazato, Kazuya Yuasa, and Yasser Omar

Physical Review A80(1)p.0123102009年07月-

DOI

Analysis of Critical Short-Time Langevin Dynamics in Two-Dimensional phi4 Theory on the Basis of a Higher-order Algorithm

Tsuyoshi Otobe, Hiromichi Nakazato, Keisuke Okano, Kazuya Yuasa, and Nozomu Hattori

International Journal of Modern Physics C20(5)p.735 - 7452009年05月-

DOI

Entanglement of Electrons Field-Emitted from a Superconductor

Kazuya Yuasa, Paolo Facchi, Rosario Fazio, Hiromichi Nakazato, Ichiro Ohba, Saverio Pascazio, and Shuichi Tasaki

Physical Review B (Rapid Communication)79(18)p.1805032009年05月-

DOI

観測による量子系制御

湯浅一哉

数理科学 2009年2月号「発展する量子力学」548p.35 - 402009年02月-

State Tomography of a Chain of Qubits Embedded in a Spin Field-Effect Transistor via Repeated Spin-Blockade Measurements on the Edge Qubit

Kazuya Yuasa, Kosuke Okano, Hiromichi Nakazato, Saori Kashiwada, and Kanji Yoh

Physical Review B79(7)p.0753182009年02月-

DOI

XX Model on the Circle

Antonella De Pasquale, Gianni Costantini, Paolo Facchi, Giuseppe Florio, Saverio Pascazio, and Kazuya Yuasa

The European Physical Journal Special Topics160(1)p.127 - 1382008年07月-

DOI

Crystallographic Coherent Lengths of J-Aggregates and Their Absorption Spectra

Noritaka Kato, Ichiro Hirosawa, Masugu Sato, Tomoyuki Koganezawa, and Kazuya Yuasa

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects321(1-3)p.275 - 2802008年05月-

DOI

Lateral Effects in Fermion Antibunching

Kazuya Yuasa, Paolo Facchi, Hiromichi Nakazato, Ichiro Ohba, Saverio Pascazio, and Shuichi Tasaki

Physical Review A77(4)p.0436232008年04月-

DOI

Estimation of the Repeatedly Projected Reduced Density Matrix under Decoherence

Hiromichi Nakazato, Kazuya Yuasa, Benedetto Militello, and Antonino Messina

Physical Review A77(4)p.0421142008年04月-

DOI

Oscillations of the Purity in the Repeated-Measurement-Based Generation of Quantum States

Benedetto Militello, Kazuya Yuasa, Hiromichi Nakazato, and Antonino Messina

Physical Review A77(4)p.0421092008年04月-

DOI

Influence of Dissipation on the Extraction of Quantum States via Repeated Measurements

Benedetto Militello, Kazuya Yuasa, Hiromichi Nakazato, and Antonino Messina

Physical Review A76(4)p.0421102007年10月-

DOI

Diffusion and Transfer of Entanglement in an Array of Inductively Coupled Flux Qubits

Rosanna Migliore, Kazuya Yuasa, Marina Guccione, Hiromichi Nakazato, and Antonino Messina

Physical Review B76(5)p.0525012007年08月-

DOIlink

State Tomography of Layered Qubits via Spin Blockade Measurements on the Edge Qubit in a Spin Field-Effect Transistor Structure Embedded with Quantum Dots

Kazuya Yuasa, Kosuke Okano, Hiromichi Nakazato, Saori Kashiwada, and Kanji Yoh

AIP Conference Proceedings893p.1109 - 11102007年03月-

DOI

On the Assumption of Initial Factorization in the Master Equation for Weakly Coupled Systems II: Solvable Models

Kazuya Yuasa, Shuichi Tasaki, Paolo Facchi, Gen Kimura, Hiromichi Nakazato, Ichiro Ohba, and Saverio Pascazio

Annals of Physics322(3)p.657 - 6762007年03月-

DOI

On the Assumption of Initial Factorization in the Master Equation for Weakly Coupled Systems I: General Framework

Shuichi Tasaki, Kazuya Yuasa, Paolo Facchi, Gen Kimura, Hiromichi Nakazato, Ichiro Ohba, and Saverio Pascazio

Annals of Physics322(3)p.631 - 6562007年03月-

DOI

Resonant Scattering Can Enhance the Degree of Entanglement

Kazuya Yuasa and Hiromichi Nakazato

Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical40(2)p.297 - 3082007年01月-

DOI

Solution of the Lindblad Equation in the Kraus Representation

Hiromichi Nakazato, Yuichiro Hida, Kazuya Yuasa, Benedetto Militello, Anna Napoli, and Antonino Messina

Physical Review A74(6)p.0621132006年12月-

DOIlink

Generation of Multipartite Entangled States in Josephson Architectures

Rosanna Migliore, Kazuya Yuasa, Hiromichi Nakazato, and Antonino Messina

Physical Review B74(10)p.1045032006年09月-

DOI

斜入射X線回折法による水面上J会合体単分子膜の構造解析とその励起子吸収帯のエネルギー準位の計算

加藤徳剛・湯浅一哉・上江洲由晃

表面科学27(5)p.258 - 2642006年05月-

DOIlink

Preparation of Quantum State through Zeno-like Measurements

Kazuya Yuasa and Hiromichi Nakazato

Journal of Physics: Conference Series31p.183 - 1842006年04月-

DOI

A Purification Scheme and Entanglement Distillations

Hiromichi Nakazato, Makoto Unoki, and Kazuya Yuasa

Quantum Information and Computing, Vol. 19 of QP-PQ: Quantum Probability and White Noise Analysisp.259 - 2732006年03月-

DOIlink

Projection Operator Method for Irreversible Dynamics of Open Quantum Systems Revisited

湯浅一哉

素粒子論研究114(3)p.C107 - C1142006年-

DOIlink

Quantum Entanglement Formation by Repeated Spin Blockade Measurements in a Spin Field-Effect Transistor Structure Embedded with Quantum Dots

Kanji Yoh, Kazuya Yuasa, and Hiromichi Nakazato

Physica E29(3-4)p.674 - 6782005年11月-

DOI

A Simple Scheme to Entangle Distant Qubits from a Mixed State via an Entanglement Mediator

Kazuya Yuasa and Hiromichi Nakazato

Progress of Theoretical Physics114(3)p.523 - 5312005年09月-

DOI

Grazing Incidence X-Ray Diffraction of Merocyanine J-Aggregate Monolayers at the Air-Water Interface

Noritaka Kato, Kazuya Yuasa, Takeshi Araki, Yoshiaki Uesu, Ichiro Hirosawa, Masugu Sato, Naoshi Ikeda, and Ken-ichi Iimura

Transactions of the Materials Research Society of Japan30(1)p.117 - 1212005年04月-

Determination of a Merocyanine J-Aggregate Structure and the Significant Contribution of the Electric Dipole Interaction to the Exciton Band Wavelength

Noritaka Kato, Kazuya Yuasa, Takeshi Araki, Ichiro Hirosawa, Masugu Sato, Naoshi Ikeda, Ken-ichi Iimura, and Yoshiaki Uesu

Physical Review Letters94(13)p.1364042005年04月-

DOI

Distillation of Entanglement between Distant Systems by Repeated Measurements on an Entanglement Mediator

Giuseppe Compagno, Antonino Messina, Hiromichi Nakazato, Anna Napoli, Makoto Unoki, and Kazuya Yuasa

Physical Review A70(5)p.0523162004年11月-

DOI

Preparation and Entanglement Purification of Qubits through Zeno-like Measurements

Hiromichi Nakazato, Makoto Unoki, and Kazuya Yuasa

Physical Review A70(1)p.0123032004年07月-

DOI

Entanglement Purification through Zeno-like Measurements

Kazuya Yuasa, Hiromichi Nakazato, and Makoto Unoki

Journal of Modern Optics51(6)p.1005 - 10092004年04月-

DOI

Purification of Quantum State through Zeno-like Measurements

Kazuya Yuasa, Hiromichi Nakazato, and Tomoko Takazawa

Journal of the Physical Society of Japan72 Supplement Cp.34 - 372003年12月-

DOIlink

Optimization of a Neutron-Spin Test of the Quantum Zeno Effect

Paolo Facchi, Yoichi Nakaguro, Hiromichi Nakazato, Saverio Pascazio, Makoto Unoki, and Kazuya Yuasa

Physical Review A68(1)p.0121072003年07月-

DOI

Purification through Zeno-like Measurements

Hiromichi Nakazato, Tomoko Takazawa, and Kazuya Yuasa

Physical Review Letters90(6)p.0604012003年02月-

DOI

Proceedings of Waseda International Symposium on Fundamental Physics: New Perspectives in Quantum Physics

Ichiro Ohba, Yoji Aizawa, Tsuneaki Daishido, Susumu Kurihara, Kei-ichi Maeda, Hiromichi Nakazato, Shuichi Tasaki, and Kazuya Yuasa

Journal of the Physical Society of Japan72 Supplement Cp.1 - 2002003年-

link

Modified Fowler-Nordheim Field Emission Formulae from a Nonplanar Emitter Model

Kazuya Yuasa, Ayumi Shimoi, Ichiro Ohba, and Chuhei Oshima

Surface Science520(1)p.18 - 282002年11月-

DOI

Bifurcation Phenomenon in Spin Relaxation

Gen Kimura, Kazuya Yuasa, and Kentaro Imafuku

Physical Review Letters89(14)p.1404032002年07月-

DOI

Stochastic Limit Approximation for Rapidly Decaying Systems

Gen Kimura, Kazuya Yuasa, and Kentaro Imafuku

Physical Review A63(2)p.0221032001年02月-

DOI

Stochastic Quantization of Bottomless Systems: Stationary Quantities in a Diffusive Process

Kazuya Yuasa and Hiromichi Nakazato

Progress of Theoretical Physics102(4)p.719 - 7271999年10月-

DOI

講演・口頭発表等

Quantum Estimation via a Single Sequence of Measurements with a Quantum Mixing Channel

VII workshop in memoriam of Carlo Novero: Advances in Foundations of Quantum Mechanics and Quantum Information with Atoms and Photons (Quantum 2012), Torino, Italy2014年05月

詳細

口頭発表(一般)

Estimation of a Parameter of a Quantum System by a Single Sequence of Repeated Measurements without State Initialization

VI workshop in memoriam of Carlo Novero: Advances in Foundations of Quantum Mechanics and Quantum Information with Atoms and Photons (Quantum 2012), Torino, Italy2012年05月

詳細

口頭発表(一般)

Quantum Ergodic Channels and Generation of Quantum States

Research in Optical Sciences "Quantum Information and Measurement (QIM)" (2012 OSA Optics and Photonics Congress)2012年03月

詳細

口頭発表(一般)

観測による量子コヒーレンス

基礎物理セミナー合宿,箱根2011年12月

詳細

口頭発表(一般)

Generation of Quantum States by Ergodic Maps

Problemi Attuali di Fisica Teorica (17th ed.: 4th Italian Quantum Information Science Conference 2011), Vietri sul Mare, Italy2011年04月

詳細

口頭発表(一般)

Interference of Bose Gases and Bose-Einstein Condensation

V workshop in memoriam of Carlo Novero: Advances in Foundations of Quantum Mechanics and Quantum Information with Atoms and Photons (Quantum 2010: 3rd Italian Quantum Information Science Conference IQIS 2010), Torino, Italy2010年05月

詳細

口頭発表(一般)

射影演算子法によるマスター方程式の導出と初期相関

量子応答・量子ダイナミックスの新展開,甲府2008年02月

詳細

口頭発表(一般)

Coherence of Field-Emitted Electrons

14th Central European Workshop on Quantum Optics (CEWQO2007), Palermo, Italy2007年06月

詳細

口頭発表(一般)

Dynamical Formulation of (Anti-)Bunching

Quantum Mechanics: from Fundamental Problems to Applications (QMFPA2006), Bertinoro, Italy2006年12月

詳細

口頭発表(一般)

Dynamical Formulation of Antibunching

Materials Science and Materials Mechanics at the Nanoscale (NANOMEC-06), Bari, Italy2006年11月

詳細

口頭発表(一般)

Projection Operator Method for Irreversible Dynamics of Open Quantum Systems Revisited

基研研究会「熱場の量子論とその応用」, 京都2006年08月

詳細

口頭発表(一般)

Antibunching of Fermions Emitted from a Thermal Oven

13th Central European Workshop on Quantum Optics (CEWQO2006), Vienna, Austria2006年05月

詳細

口頭発表(一般)

3次元針モデルによる電界電子放出理論

早稲田大学材料技術研究所オープンセミナー「電子放出の物理と次世代電子ビームの開発」, 東京2002年11月

詳細

口頭発表(一般)

Generation of Quantum States by Quantum Ergodic Channels

Italy-TWIns-Waseda 2011 "Quantum Technologies: Information, Communication and Computation," Tokyo, Japan2011年11月

詳細

口頭発表(一般)

Generation of Quantum States by Ergodic Maps

4th International Conference on Quantum Information (ICQI), Ottawa, Canada2011年06月

詳細

口頭発表(一般)

Driving Two Fixed Qubits to a Maximally Entangled State by Repeated On- and Off-Resonant Scattering of Ancilla Qubits

10th Asian Conference on Quantum Information Science (AQIS'10), Tokyo, Japan2010年08月

詳細

口頭発表(一般)

Driving Two Fixed Qubits to a Maximally Entangled State by Repeated On- and Off-Resonant Scattering of Ancilla Qubits

17th Central European Workshop on Quantum Optics (CEWQO2010), St. Andrews, Scotland2010年06月

詳細

ポスター発表

Interference of Cooper Pairs Emitted from Independent Superconductors

Waseda Meeting "Quantum Technologies: Information and Communication"2009年12月

詳細

口頭発表(一般)

Entanglement Generation by a Three-Dimensional Qubit Scattering: Concurrence vs. Path (In)Distinguishability

International Conference on Quantum Communication and Quantum Networking (QuantumComm 2009), Vico Equense, Italy2009年10月

詳細

口頭発表(一般)

Extraction of a Squeezed State in a Field Mode via Repeated Measurements on an Auxiliary Quantum Particle

11th International Conference on Squeezed States and Uncertainty Relations, Olomouc, Czech Republic2009年06月

詳細

口頭発表(一般)

Typicality of Interference Patterns between Independent Bose Gases

16th Central European Workshop on Quantum Optics (CEWQO2009), Turku, Finland2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

State Tomography of Qubits through Scattering of a Probe Qubit

QUROPE09 International School "Quantum Information and Many-Body Systems," Cortona, Italy2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

Density Correlations and Interference of Independent Bose Gases

Conference on Research Frontiers in Ultra-Cold Atoms, Trieste, Italy2009年05月

詳細

ポスター発表

Entanglement Generation by Scattering an Ancillary Qubit in 3D

Problemi Attuali di Fisica Teorica: Meccanica Quantistica e Informazione Quantistica, Vietri sul Mare, Italy2009年04月

詳細

口頭発表(一般)

Correlation of Electrons Emitted from a Superconductor

Quantum Information, Quantum Coherence and Related Topics, Tokyo, Japan2008年09月

詳細

口頭発表(一般)

Master Equation in the Presence of Initial Correlation with Reservoir

Quantum Entanglement and Decoherence: 3rd International Conference on Quantum Information (ICQI), Boston, USA2008年07月

詳細

ポスター発表

(Anti-)Bunching of Fermions Emitted from Normal- and Superconductors

Problemi Attuali di Fisica Teorica: Quattordicesima Edizione, Vietri sul Mare, Italy2008年03月

詳細

口頭発表(一般)

Master Equation in the Presence of Initial Correlation with Reservoir

Workshop on Entanglement and Quantum Decoherence (EQD), Nara, Japan2008年01月

詳細

口頭発表(一般)

Crystallographic Coherent Lengths of J-Aggregates and Their Absorption Spectra

12th International Conference on Organized Molecular Films (LB-12), Krak〓w, Poland2007年07月

詳細

口頭発表(一般)

Derivation of Master Equations in the Presence of Initial Correlations with Reservoir

International Conference on Quantum Mechanics and Chaos (QMC2006), Osaka, Japan2006年09月

詳細

ポスター発表

State Tomography of Layered Qubits via Spin Blockade Measurements on the Edge Qubit in a Spin Field-Effect Transistor Structure Embedded with Quantum Dots

28th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS-28), Vienna, Austria2006年07月

詳細

ポスター発表

Projection Operator Method for Open Quantum Systems in the Presence of Initial Correlations

Quantum 2006: III workshop in memoriam of Carlo Novero: Advances in Foundations of Quantum Mechanics and Quantum Information with Atoms and Photons, Torino, Italy2006年05月

詳細

口頭発表(一般)

Short-Time Scaling Law in a Critical Relaxational Dynamics with a Kernelized Langevin Equation

YITP Workshop "Fundamental Problems and Applications of Quantum Field Theory", Kyoto, Japan2005年12月

詳細

ポスター発表

Derivation of Master Equation in Van Hove's Limit in the Presence of Initial Correlation with Reservoir: Projection Method Revisited

New Trends in Quantum Mechanics: Fundamental Aspects and Applications (TQMFA 2005), Palermo, Italy2005年11月

詳細

口頭発表(一般)

Preparation of Quantum State through Zeno-like Measurements

The Third 21COE Symposium at Waseda University "Astrophysics as Interdisciplinary Science," Tokyo, Japan2005年09月

詳細

ポスター発表

Projection Operator Method for Open Quantum Systems Revisited

YITP Workshop "Fundamental Problems and Applications of Quantum Field Theory," Kyoto, Japan2005年04月

詳細

口頭発表(一般)

Distillation of Entanglement between Distant Systems by Repeated Measurements on an Entanglement Mediator

Meccanica Quantistica e Computazione Quantistica, Vietri sul Mare, Italy2005年03月

詳細

口頭発表(一般)

Quantum Entanglement Formation by Repeated Spin Blockade Measurements in a Spin Field-Effect Transistor Structure Embedded with Quantum Dots

First International Symposium on Nanometer-Scale Quantum Physics (nanoPHYS'05), Tokyo, Japan2005年01月

詳細

ポスター発表

Distillation of Qubits through Zeno-like Measurements

Quantum Information and Quantum Control Conference, Toronto, Canada2004年07月

詳細

ポスター発表

Purification and Entanglement through Zeno-like Measurements

Mysteries, Puzzles and Paradoxes in Quantum Mechanics, Gargnano, Italy2003年09月

詳細

口頭発表(一般)

Purification of Quantum State through Zeno-like Measurements

Waseda International Symposium on Fundamental Physics: New Perspectives in Quantum Physics, Tokyo. Japan2002年11月

詳細

口頭発表(一般)

Spin Relaxation in a ``Strong''-Coupling Regime via Stochastic Limit

Japan-Italy Joint Forum, Sendai Workshop on Quantum Probability and Mathematics of Information, Sendai, Japan2001年09月

詳細

口頭発表(一般)

マッハ・ツェンダー干渉計を用いて2量子ビット間に任意の初期状態から確率1でエンタ ングルメントを生成する方法

第26回量子情報技術研究会 (QIT26),福井2012年05月

詳細

ポスター発表

同種粒子性を利用する量子計測と識別不可能性

第26回量子情報技術研究会 (QIT26),福井2012年05月

詳細

ポスター発表

複数の同種粒子の散乱によるポテンシャル強度の推定

日本物理学会第67回年次大会,兵庫2012年05月

詳細

口頭発表(一般)

エルゴード写像による量子パラメータ推定

日本物理学会第67回年次大会,兵庫2012年03月

詳細

口頭発表(一般)

量子エルゴードチャンネルによる量子状態生成

第25回量子情報技術研究会 (QIT25),大阪2011年11月

詳細

口頭発表(一般)

端点1量子ビットに対する1試行の繰り返し観測データ列から3量子ビット鎖の相互作用定数を推定する方法

第25回量子情報技術研究会 (QIT25),大阪2011年11月

詳細

ポスター発表

観測とランダム操作の繰り返しによる2量子ビット間エンタングルメント生成

日本物理学会2011年秋季大会,富山2011年09月

詳細

口頭発表(一般)

少数の原子からなる2つの独立なボース凝縮体間の干渉とその揺らぎ

日本物理学会2011年秋季大会,富山2011年09月

詳細

口頭発表(一般)

状態の初期化,多数回試行の重ね焼きを必要としない2量子ビット間イジング相互作用定数の推定

第23回量子情報技術研究会 (QIT23),東京2010年11月

詳細

ポスター発表

2つの独立な超伝導体から放出されるクーパー対の干渉

日本物理学会2010年秋季大会,大阪2010年09月

詳細

口頭発表(一般)

光学格子から解放されたボース凝縮体列の干渉とその揺らぎ

日本物理学会2010年秋季大会,大阪2010年09月

詳細

口頭発表(一般)

補助系に対する観測とフィードバックの繰り返しによる2量子ビット間エンタングルメント生成

日本物理学会2010年秋季大会,大阪2010年09月

詳細

口頭発表(一般)

補助系に対する観測とフィードバックの繰り返しによる2量子ビット間エンタングルメント生成

第22回量子情報技術研究会 (QIT22),大阪2010年05月

詳細

ポスター発表

2つの独立な理想ボース原子気体間の干渉パターンの揺らぎとボース凝縮

日本物理学会第65回年次大会,岡山2010年03月

詳細

口頭発表(一般)

媒介系の共鳴散乱の繰り返しによる2量子ビット間のエンタングルメント生成

日本物理学会2009年秋季大会,熊本2009年09月

詳細

口頭発表(一般)

2次元散乱による2量子ビットエンタングルメント生成

第20回量子情報技術研究会 (QIT20),広島2009年05月

詳細

ポスター発表

超伝導体から電界放出される電子対のエンタングルメント

日本物理学会第64回年次大会,東京2009年03月

詳細

口頭発表(一般)

超伝導体から電界放出される電子対の非局所的相関

第19回量子情報技術研究会 (QIT19),大阪2008年11月

詳細

ポスター発表

三次元散乱問題として捉えたエンタングルメント生成II

日本物理学会2008年秋季大会,盛岡2008年09月

詳細

口頭発表(一般)

粒子源から放出されるビーム中の2粒子量子干渉の場の理論的取り扱い

日本物理学会第63回年次大会,大阪2008年03月

詳細

口頭発表(一般)

三次元散乱によるエンタングルメント生成

第17回量子情報技術研究会 (QIT17),岡山2007年11月

詳細

ポスター発表

三次元散乱問題として捉えたエンタングルメント生成

日本物理学会第62回年次大会,北海道2007年09月

詳細

口頭発表(一般)

斜入射X線回折法による両親媒性メロシアニン色素J会合体の結晶サイズの評価

第54回応用物理学関係連合講演会,東京2007年03月

詳細

口頭発表(一般)

マスター方程式を演算子形式で解く方法

日本物理学会2007年春季大会,鹿児島2007年03月

詳細

口頭発表(一般)

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:若手研究(B)

量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理

2009年-2012年

研究分野:数理物理・物性基礎

配分額:¥4420000

研究種別:

量子コヒーレンス制御とその量子情報分野への応用

配分額:¥1300000

研究種別:基盤研究(C)

量子ダイナミクスと階層性

2006年-2009年

研究分野:素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

配分額:¥4020000

研究種別:

メゾ系における非平衡状態の大域的性質に関する力学系の方法を用いた解析的研究

配分額:¥3880000

研究種別:基盤研究(C)

量子系の時間発展と場の理論

2002年-2005年

研究分野:素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

配分額:¥2200000

研究種別:特定領域研究(B)

有限時空系の場の量子論と量子系のダイナミクス

2001年-2006年

配分額:¥7500000

研究種別:基盤研究(C)

量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報

2014年-2017年

研究分野:数理物理・物性基礎

配分額:¥4160000

研究種別:

量子測定と量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで

2018年04月-2023年03月

配分額:¥4550000

研究種別:

量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報

2014年04月-2018年03月

配分額:¥4160000

研究種別:

分散方程式と調和解析学の研究

2018年-1月-2023年-0月

配分額:¥17810000

学内研究制度

特定課題研究

測定による量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで

2018年度

研究成果概要:■光をプローブに利用する量子計測に関し,一般の多モード線形光学回路に含まれるパラメータをGauss型状態と呼ばれるクラスのプローブ光で計測する場合の計測精度限界を明らかにした. ■未知のバックグラウンドパラメータが存在す...■光をプローブに利用する量子計測に関し,一般の多モード線形光学回路に含まれるパラメータをGauss型状態と呼ばれるクラスのプローブ光で計測する場合の計測精度限界を明らかにした. ■未知のバックグラウンドパラメータが存在する状況における量子計測を議論し,バックグラウンドのみをプローブするプローブと主のプローブをエンタングルさせることによってバックグラウンドの影響を除去しつつ高精度の計測が可能になることを明らかにした. ■Maxwellの悪魔によって電流を逆流させるモデルを解析し,逆流電流の大きさを悪魔が獲得する情報量,もしくは,悪魔の記憶消去に伴って放出されるエントロピーで評価する不等式を得た.

有限温度下における量子系のダイナミクス

2003年度

研究成果概要:通常,緩和過程というと,指数関数的緩和が観測されるが,不安定量子状態の崩壊過程を詳細に調べると,それは単純な指数関数則には従っていないことが明らかになる.こうした議論は,これまで主にゼロ温度の問題設定下で詳細に行われてきたが,本研...通常,緩和過程というと,指数関数的緩和が観測されるが,不安定量子状態の崩壊過程を詳細に調べると,それは単純な指数関数則には従っていないことが明らかになる.こうした議論は,これまで主にゼロ温度の問題設定下で詳細に行われてきたが,本研究課題では,有限温度下をはじめとする様々な状況・問題設定で量子系の時間発展に関わる諸問題を議論することを目的としてきた.具体的に取り組んだ研究テーマとその成果は,以下の通りである.1. 量子散逸過程における指数関数的振舞いを手際よく抽出する手法であるvan Hove極限,及び,それを拡張した「確率極限」に関する研究を行った.特に,従来,弱い散逸がその適用対象であった確率極限を「強結合系」に適用する枠組みへと拡張し,その手法に基づいて,強結合下における散逸過程において緩和定数の温度依存性に対する「分岐現象」を発見した.2. 上述の非指数関数的振舞いの興味深い帰結として,「量子ゼノン効果」が知られている.これは,繰り返し行われる観測下において量子系の時間発展が抑制される効果であるが,その検証実験としてウィーンのRauchのグループが計画中の中性子スピンを用いた実験を議論し,現実には避けがたい「エラーが量子ゼノン効果に及ぼす影響」を評価するとともに,検証実験としての可能性を明らかにした.3. 量子ゼノン効果の場合と同様にして観測を繰り返すことで量子系を混合状態から純粋状態へと導く「量子状態純化」の新しい機構を発見した.その量子情報分野への応用を目指して「エンタングル状態」の純化,量子ビットの「初期化」の手法としての応用の可能性を示すとともに,その手法の様々なエラーに対する安定性を議論した.

量子観測で迫る量子論の基礎と量子情報

2012年度

研究成果概要:本研究課題の目的は,量子論の世界の不思議が際立つ「量子観測」をキーワードに,量子論の基礎と量子情報技術に関わるテーマに取り組んで,量子論の本質に迫り,量子性を活用する量子技術に寄与することにあった.量子論の本質が凝縮されている干渉...本研究課題の目的は,量子論の世界の不思議が際立つ「量子観測」をキーワードに,量子論の基礎と量子情報技術に関わるテーマに取り組んで,量子論の本質に迫り,量子性を活用する量子技術に寄与することにあった.量子論の本質が凝縮されている干渉現象を追究して「量子コヒーレンス」に対する理解を深め,「量子系制御」の独自のアイデアを発展させて量子情報技術に新たな手法を提供し,「量子計測」の話題への取り組みを通じて量子性の新たな可能性を見出すことをテーマに研究を展開して,以下の成果を得た.([…] は研究成果発表欄の研究業績に添えた番号を参照する.)■量子コヒーレンス1.フランソン干渉計を利用してクーパー電子対の 2電子間相関長や重心運動のド・ブロイ波長を計測できることを示した [6].2.量子状態の量子性 (非可換性) を,干渉計を組み合わせてとらえる方法を提案した [1,5].3.2つの大自由度量子系間の典型的エンタングルメントに見られる相転移を,エンタングルメントの指標としてエントロピーを採用して解析し,他の簡易的な指標の場合よりも相転移が滑らかになることを明らかにした [3].4.BCS状態にある2つの独立なフェルミ原子気体間の干渉を議論し,もともと位相相関の無い原子気体同士でも,原子気体を撮像する観測によって原子気体間の相対位相が確定し,コヒーレンスがもたらされることを示した [14].■量子系制御5.多重散乱の干渉効果を利用して書き込みと読み出しができる量子メモリを提案した [4].6.観測の繰り返しによる量子状態生成の独自の手法を支える量子写像のエルゴード性・混合性に関する数学的基礎を整備した [2].7.観測の繰り返しによる量子状態生成の独自の手法をマッハ・ツェンダー干渉計の設定に適用し,エンタングルメント生成のスキームを提案した [10,12].8.観測の繰り返しによる量子状態生成の独自の手法に対する環境系の影響を検討し,手順を工夫することでスキームを頑強にできることを示した [11].■量子計測9.多数回試行が想定される量子論にあって1回の試行で得られる観測データから系のパラメータを推定する方法を示した [8].10.同種粒子の識別不可能性に起因する多粒子干渉効果で計測精度を向上できることを示した [9,13].

量子観測をキーワードに迫る量子論の基礎と量子情報

2013年度

研究成果概要:本研究課題は,「量子観測」をキーワードに量子論の基礎的諸問題や量子情報技術に関わる問題に取り組むことを目的としていた.主に「量子コヒーレンス」,「量子系制御」,「量子計測」の 3つの柱を中心に,それらの話題において「量子観測」が非...本研究課題は,「量子観測」をキーワードに量子論の基礎的諸問題や量子情報技術に関わる問題に取り組むことを目的としていた.主に「量子コヒーレンス」,「量子系制御」,「量子計測」の 3つの柱を中心に,それらの話題において「量子観測」が非自明で意外な役割を演じる興味深いテーマに取り組み,以下の研究成果を得た.9ヶ月間ほどの研究期間ではあったが,4編の論文発表に結実した.■量子コヒーレンス 論文発表には至っていないが,(1) ボース凝縮体の干渉現象が量子論における観測に対する射影仮説を素直に適用する形で説明できることを解明した.さらに,このアプローチによって議論の見通しが良くなり,(2) 超伝導体間に流れるジョセフソン電流も全く同様に説明できることが明らかになりつつある.対称性が自発的に破れた状態が観測による射影によって実現されるという「観測による量子コヒーレンス」がフェルミ粒子系でも成立することを明確に示す最初の例になる.現在,論文執筆に向けて,細部の検討を継続している.■量子系制御 量子系に対して観測を行うとその観測対象の状態が乱されてしまう効果をうまく活用することによって量子系を制御しようという「観測による量子系制御」のアイデアを追究した.(1) その数学的基盤となる「量子エルゴード写像」に関する一連の数学的定理を詳細に検討し,論文としてまとめて発表した.(2)「観測による量子系制御」の可能性の 1つとして,量子系に観測を頻繁に行うことで生じる「量子ゼノン効果」を拡張した制御手法の可能性を検討した.通常の量子ゼノン効果の場合とは異なって,観測の仕方を徐々に変えていくと,量子系を断熱的に変化させたときに生じるのと同じ非自明な幾何学的位相を生じさせることができることを明らかにし,量子計算等の量子情報処理に必要となる量子演算ゲートを実現する一つの方法として論文発表した. ■量子計測 (1) 量子情報処理デバイスの実現を目指す量子ドット系において,そのデバイスが想定通りに機能するかどうかを調べる際に必要となる「量子プロセス推定」を実現する方法を検討し,論文発表した.(2) インプットーアウトプット関係からブラックボックス内のシステムを推定する「量子システム同定」の我々の理論を,現実には避けがたい開放系の時間発展をも含められる形に拡張することに成功し,論文発表した.

量子観測をキーワードに追究する量子情報技術

2015年度

研究成果概要:「量子観測」をキーワードに,量子情報技術に関わる話題,特に「量子系制御」と「量子計測」の研究に取り組み,以下の成果を得た.■制御の最中に観測を加えると実行可能な制御の種類を増やせるが,逆にいかなる複雑な制御も単純な制御+量子観測の...「量子観測」をキーワードに,量子情報技術に関わる話題,特に「量子系制御」と「量子計測」の研究に取り組み,以下の成果を得た.■制御の最中に観測を加えると実行可能な制御の種類を増やせるが,逆にいかなる複雑な制御も単純な制御+量子観測の形に表現できることを指摘し,その一般論を構築して論文発表した.■最も一般的な2入力2出力線形光学回路に含まれるパラメータの量子計測精度限界を明らかにし,論文発表した.■系に立て続けに観測して得られるデータ列から計測対象の値を推定する方法を検討し,測定データ間に存在する相関の情報を活用することで精度の高い計測が可能になることを明らかにして論文発表した.

観測による量子系制御と量子情報技術への展開

2016年度

研究成果概要:「量子観測」をキーワードに量子情報技術に関わる話題,特に「量子系制御」と「量子計測」に取り組み,次の成果を得た.■観測や緩和過程で量子系に対する制御性を向上させる可能性を追究し,緩和過程によってデコヒーレンスの影響を遮断しつつ完全...「量子観測」をキーワードに量子情報技術に関わる話題,特に「量子系制御」と「量子計測」に取り組み,次の成果を得た.■観測や緩和過程で量子系に対する制御性を向上させる可能性を追究し,緩和過程によってデコヒーレンスの影響を遮断しつつ完全可制御も達成できる興味深い例を提示した.この成果は論文誌の“Editors’ Suggestion”に選ばれた.■プローブと補助系とのエンタングルメントを利用する量子計測の可能性を検討し,必ずしもエンタングルメントが有用ではないことを明らかにした.■計測対象をリング干渉計に組み込むことでプローブ過程に生じる量子干渉効果によって計測精度を向上できることを明らかにした.

量子系制御とその量子情報技術への応用

2017年度

研究成果概要:「量子系制御」をキーワードに量子情報技術に関わる話題,特に「観測による量子系制御」と「量子計測」に取り組み,次の成果を得た.■いかなる複雑なMarkov 過程も,互いに可換な時間発展生成子で駆動される自明な時間発展を測定で射影して...「量子系制御」をキーワードに量子情報技術に関わる話題,特に「観測による量子系制御」と「量子計測」に取り組み,次の成果を得た.■いかなる複雑なMarkov 過程も,互いに可換な時間発展生成子で駆動される自明な時間発展を測定で射影して得られるものとして理解できることを明らかにし,“Lindbladian Purification” を提唱した.■繰り返し測定によって系の時間発展を変化させつつデータを得る計測スキームを温度を計測する問題に適用し,その有用性を明らかにした.■最適制御の考え方を量子計測の問題に援用し,計測の過程で量子制御を加えることで計測制度を顕著に向上できることを明らかにした.

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
Science and Engineering Laboratory 1A基幹理工学部2019春学期
理工学基礎実験1A Vブロック基幹理工学部2019春学期
Science and Engineering Laboratory 1A創造理工学部2019春学期
理工学基礎実験1A Vブロック創造理工学部2019春学期
Science and Engineering Laboratory 1A先進理工学部2019春学期
理工学基礎実験1A Vブロック先進理工学部2019春学期
基礎物理学A 総合機械(2)創造理工学部2019春学期
基礎物理学B 総合機械(2)創造理工学部2019秋学期
物理入門 (応物)先進理工学部2019春学期
物理入門 (物理)先進理工学部2019春学期
物理入門 (応物) 【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019春学期
物理入門 (物理) 【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019春学期
物理学研究ゼミナール先進理工学部2019通年
物理学研究ゼミナール  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019通年
応用物理学実験B先進理工学部2019通年
物理実験B先進理工学部2019通年
応用物理学実験B 【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019通年
物理実験B  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019通年
卒業研究先進理工学部2019通年
卒業研究【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019通年
応用物理学演習先進理工学部2019通年
物理学演習B先進理工学部2019通年
応用物理学演習  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019通年
物理学演習B  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019通年
卒業研究先進理工学部2019通年
卒業研究  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019通年
非線形現象の数理先進理工学部2019春学期
非線形現象の数理先進理工学部2019春学期
電磁気学C先進理工学部2019春学期
電磁気学C先進理工学部2019春学期
電磁気学C  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019春学期
電磁気学C  【前年度成績S評価者用】先進理工学部2019春学期
Graduation Thesis A (Physics)先進理工学部2019秋学期
Graduation Thesis A (Physics) [S Grade]先進理工学部2019秋学期
Graduation Thesis A (Applied Physics)先進理工学部2019秋学期
Graduation Thesis A (Applied Physics) [S Grade]先進理工学部2019秋学期
Graduation Thesis B (Physics)先進理工学部2019春学期
Graduation Thesis B (Physics) [S Grade]先進理工学部2019春学期
Graduation Thesis B (Applied Physics)先進理工学部2019春学期
Graduation Thesis B (Applied Physics) [S Grade]先進理工学部2019春学期
Laboratory for Advanced Science and Engineering A先進理工学部2019春クォーター
Laboratory for Advanced Science and Engineering A先進理工学部2019春クォーター
Laboratory for Advanced Science and Engineering A先進理工学部2019春クォーター
Laboratory for Advanced Science and Engineering B先進理工学部2019夏クォーター
Laboratory for Advanced Science and Engineering B先進理工学部2019夏クォーター
Laboratory for Advanced Science and Engineering B先進理工学部2019夏クォーター
Current Topics in Physics先進理工学部2019秋学期
Current Topics in Physics先進理工学部2019秋学期
Current Topics in Physics先進理工学部2019秋学期
Current Topics in Physics [S Grade]先進理工学部2019秋学期
Mathematical Methods for Physics A先進理工学部2019秋学期
Mathematical Methods for Physics A先進理工学部2019秋学期
Mathematical Methods for Physics A [S Grade]先進理工学部2019秋学期
Mathematical Methods for Physics A [S Grade]先進理工学部2019秋学期
修士論文(物理応物)大学院先進理工学研究科2019通年
Research on Theoretical Quantum Physics大学院先進理工学研究科2019通年
量子相関物理研究大学院先進理工学研究科2019通年
量子情報理論大学院基幹理工学研究科2019春学期
量子情報理論大学院基幹理工学研究科2019春学期
量子情報理論大学院創造理工学研究科2019春学期
量子情報理論大学院創造理工学研究科2019春学期
量子情報理論大学院先進理工学研究科2019春学期
Advanced Theoretical Quantum Physics B大学院先進理工学研究科2019春学期
量子相関物理特論B大学院先進理工学研究科2019春学期
量子情報理論大学院先進理工学研究科2019春学期
Seminar on Theoretical Quantum Physics C大学院先進理工学研究科2019春学期
量子相関物理演習C大学院先進理工学研究科2019春学期
Seminar on Theoretical Quantum Physics D大学院先進理工学研究科2019秋学期
量子相関物理演習D大学院先進理工学研究科2019秋学期
Master's Thesis (Department of Pure and Applied Physics)大学院先進理工学研究科2019通年
量子物理学特別講義大学院基幹理工学研究科2019集中(春・秋学期)
量子物理学特別講義大学院基幹理工学研究科2019集中(春・秋学期)
量子物理学特別講義大学院創造理工学研究科2019集中(春・秋学期)
量子物理学特別講義大学院創造理工学研究科2019集中(春・秋学期)
量子物理学特別講義大学院先進理工学研究科2019集中(春・秋学期)
量子物理学特別講義大学院先進理工学研究科2019集中(春・秋学期)
量子相関物理研究大学院先進理工学研究科2019通年
物理学及応用物理学海外特別演習A大学院先進理工学研究科2019通年
物理学及応用物理学海外特別演習B大学院先進理工学研究科2019通年
物理学及応用物理学海外特別演習C大学院先進理工学研究科2019通年
物理学及応用物理学海外特別演習D大学院先進理工学研究科2019通年

その他教育活動

特別講義

詳細

概要:"Coherence of Cold Atomic Gases and Bose-Einstein Condensates" Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche dell'Università di Palermo, Italy 2012年3月6-8日 (6時間)

特別講義

詳細

概要:"Coherence of Cold Atomic Gases and Bose-Einstein Condensates" Dipartimento di Fisica, Università di Bari, Italy 2009年3月17日, 19日 (6時間)

特別講義

詳細

概要:”Mini-Course on Open Quantum Systems” Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche dell'Università di Palermo, Italy 2006年2月28日, 3月2-3日 (8時間)

早稲田大学高等学院 出張講義

詳細

概要:「ミステリアスな量子力学の世界へのいざない」

早稲田大学 物理学科・応用物理学科 オリエンテーション 講演

詳細

概要:「量子力学の世界をのぞいてみよう」