量子情報研究室

About关于研究室

「情報と物理」の関係を、量子の理論で探る。

量子情報研究室は、量子情報理論と非平衡熱統計力学を組み合わせて、「情報と物理」の関係を研究しています。
特に、熱力学・測定・計算といった物理過程が持つ原理的な限界と、その限界に量子効果が及ぼす影響に関心があります。
対称性が測定や量子計算、熱機関にどんな制限や効果をもたらすかを、数理的に調べています。
研究室のサイトでは「田島研究室」の名前で紹介されています。

Research研究课题

この研究室の研究テーマは、「情報と物理」の関係を調べることです。量子情報理論と非平衡熱統計力学の数理的な手法を組み合わせ、熱力学過程・測定過程・計算過程が持つ原理的な限界と、そこに量子効果が及ぼす影響を探っています。

※示意图

対称性が情報処理に課す制限↗

Wigner-Araki-Yanase（WAY）定理を起点に、保存則などの対称性が測定や量子計算の操作の精度に課す制限を調べています。対称性・不可逆性・量子性のトレードオフ関係（SIQ定理）も示しました。

※示意图

対称性の破れのリソース理論↗

対称性の破れをどれだけ持つかを量子情報の立場で測る、非対称性のリソース理論の基礎を整えています。U(1)対称性での状態変換の理論や、一般のコンパクトなリー群での変換の理論を確立しました。

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熱機関における量子の優位性↗

量子効果が熱機関の性能にどんな限界や可能性をもたらすかを解析しています。量子コヒーレンスを使うと、効率をカルノー限界近くに保ったまま出力パワーを大きく保てることを示しました。

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誤り緩和のサンプリングコストの限界↗

ノイズのある量子デバイスでの量子誤り緩和について、サンプリングコストの原理的な下限を調べました。SIQ定理の数理構造を応用し、どんな誤り緩和の手法にも避けられない下限を導いています。

Voices学长学姐的评价

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