所属
情報理工学院 准教授
職名
准教授
プロフィール
専門：量子情報理論（特に量子ランダムネスを用いた、量子情報と量子物理の融合的研究）
外部リンク
ナカタ ヨシフミ
中田 芳史
NAKATA YOSHIFUMI
学位
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博士（理学） （ 東京大学 ）
研究キーワード
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量子情報理論
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量子情報
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量子多体系
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エンタングルメント
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量子通信
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量子情報処理プロジェクト
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ランダム行列
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デザイン理論
研究分野
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自然科学一般 / 半導体、光物性、原子物理 / 量子情報
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自然科学一般 / 数理物理、物性基礎
学歴
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東京大学
2008年4月 - 2013年3月
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東京大学
2006年4月 - 2008年3月
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東京大学
2004年4月 - 2006年3月
経歴
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東京科学大学 情報理工学院 情報工学系 准教授
2026年4月 - 現在
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京都大学 基礎物理学研究所 特定准教授
2022年8月 - 2026年4月
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東京大学 大学院工学系研究科 附属光量子科学研究センター 助教
2020年5月 - 2022年7月
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京都大学 基礎物理学研究所 特定助教
2019年1月 - 2020年5月
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東京大学 大学院工学系研究科 附属光量子科学研究センター 特任研究員
2017年8月 - 2019年12月
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バルセロナ自治大学 量子情報グループ 長期研究員
2015年9月 - 2017年2月
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東京大学大学院工学系研究科 博士研究員
2015年4月 - 2017年7月
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ライプニッツ大学ハノーバー 理論物理研究所 博士研究員
2013年4月 - 2015年3月
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青年海外協力隊エチオピア派遣 （博士課程休学）
2008年4月 - 2010年3月
論文
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Computational Complexity of Unitary and State Design Properties 査読
Yoshifumi Nakata, Yuki Takeuchi, Martin Kliesch, Andrew Darmawan
PRX QUANTUM 6 ( 3 ) 2025年9月
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Decoding general error correcting codes and the role of complementarity 査読
Yoshifumi Nakata, Takaya Matsuura, Masato Koashi
npj Quantum Information 11 ( 1 ) 2025年1月
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Hayden-Preskill recovery in Hamiltonian systems 査読
Yoshifumi Nakata, Masaki Tezuka
Physical Review Research 6 ( 2 ) 2024年4月
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Andrew S. Darmawan, Yoshifumi Nakata, Shiro Tamiya, Hayata Yamasaki
Physical Review Research 6 ( 2 ) 2024年4月
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One-Shot Triple-Resource Trade-Off in Quantum Channel Coding 査読
Eyuri Wakakuwa, Yoshifumi Nakata
IEEE Transactions on Information Theory 69 ( 4 ) 2400 - 2426 2023年4月
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Black holes as clouded mirrors: the Hayden-Preskill protocol with symmetry 査読
Yoshifumi Nakata, Eyuri Wakakuwa, Masato Koashi
Quantum 7 928 - 928 2023年2月
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Explicit construction of exact unitary designs 査読
Eiichi Bannai, Yoshifumi Nakata, Takayuki Okuda, Da Zhao
Advances in Mathematics 405 108457 - 108457 2022年8月
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One-Shot Hybrid State Redistribution 査読
Eyuri Wakakuwa, Yoshifumi Nakata, Min-Hsiu Hsieh
Quantum 6 724 - 724 2022年5月
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Yoshifumi Nakata, Da Zhao, Takayuki Okuda, Eiichi Bannai, Yasunari Suzuki, Shiro Tamiya, Kentaro Heya, Zhiguang Yan, Kun Zuo, Shuhei Tamate, Yutaka Tabuchi, Yasunobu Nakamura
PRX Quantum 2 ( 3 ) 2021年9月
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One-Shot Randomized and Nonrandomized Partial Decoupling 査読
Eyuri Wakakuwa, Yoshifumi Nakata
Communications in Mathematical Physics 386 ( 2 ) 589 - 649 2021年9月
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One-shot quantum error correction of classical and quantum information 査読
Yoshifumi Nakata, Eyuri Wakakuwa, Hayata Yamasaki
Physical Review A 104 ( 1 ) 2021年7月
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New holographic generalization of entanglement entropy 査読
Yoshifumi Nakata, Tadashi Takayanagi, Yusuke Taki, Kotaro Tamaoka, Zixia Wei
Physical Review D 103 ( 2 ) 2021年1月
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Generic Entanglement Entropy for Quantum States with Symmetry 招待 査読
Yoshifumi Nakata, Mio Murao
Entropy 22 ( 6 ) 684 - 684 2020年6月
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One-Shot Trade-Off Bounds for State Redistribution of Classical-Quantum Sources
Eyuri Wakakuwa, Yoshifumi Nakata, Min-Hsiu Hsieh
IEEE International Symposium on Information Theory - Proceedings 2020- 1864 - 1869 2020年6月
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One-Shot Randomized and Nonrandomized Partial Decoupling
Eyuri Wakakuwa, Yoshifumi Nakata
IEEE International Symposium on Information Theory - Proceedings 2019- 3007 - 3011 2019年7月
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Unitary 2-designs from random X- and Z-diagonal unitaries 査読
Yoshifumi Nakata, Christoph Hirche, Ciara Morgan, Andreas Winter
JOURNAL OF MATHEMATICAL PHYSICS 58 ( 5 ) 2017年5月
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Efficient Quantum Pseudorandomness with Nearly Time-Independent Hamiltonian Dynamics 査読
Yoshifumi Nakata, Christoph Hirche, Masato Koashi, Andreas Winter
Physical Review X 7 ( 2 ) 2017年4月
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Fundamental energy cost for quantum measurement
Kais Abdelkhalek, Yoshifumi Nakata, David Reeb
2016年9月
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Implementing unitary 2-designs using random diagonal-unitary matrices 査読
Yoshifumi Nakata, Christoph Hirche, Ciara Morgan, Andreas Winter
Leibniz International Proceedings in Informatics, LIPIcs 44 191 - 205 2015年11月
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Decoupling with random diagonal unitaries 査読
Yoshifumi Nakata, Christoph Hirche, Ciara Morgan, Andreas Winter
Quantum 1, 18 (2017) 1 2015年9月
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Thermal states of random quantum many-body systems 査読
Yoshifumi Nakata, Tobias J. Osborne
PHYSICAL REVIEW A 90 ( 5 ) 2014年11月
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Diagonal quantum circuits: Their computational power and applications 招待 査読
Yoshifumi Nakata, Mio Murao
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL PLUS 129 ( 7 ) 2014年7月
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Generating a state t-design by diagonal quantum circuits 査読
Yoshifumi Nakata, Masato Koashi, Mio Murao
NEW JOURNAL OF PHYSICS 16 2014年5月
-
Entanglement of phase-random states 査読
Yoshifumi Nakata, Peter Turner, Mio Murao
ELEVENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON QUANTUM COMMUNICATION, MEASUREMENT AND COMPUTATION (QCMC) 1633 32 - 34 2014年
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Diagonal-unitary 2-design and their implementations by quantum circuits 査読
Yoshifumi Nakata, Mio Murao
International Journal of Quantum Information 11 ( 7 ) 2013年10月
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A framework for phase and interference in generalized probabilistic theories 査読
Andrew J. P. Garner, Oscar C. O. Dahlsten, Yoshifumi Nakata, Mio Murao, Vlatko Vedral
NEW JOURNAL OF PHYSICS 15 2013年9月
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Measurement-based quantum computation on symmetry breaking thermal states 査読
Keisuke Fujii, Yoshifumi Nakata, Masayuki Ohzeki, Mio Murao
Physical Review Letters 110 ( 12 ) 2013年3月
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Yoshifumi Nakata, Peter S. Turner, Mio Murao
PHYSICAL REVIEW A 86 ( 1 ) 2012年7月
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Entanglement and the interplay between staggered fields and couplings 査読
Jenny Hide, Yoshifumi Nakata, Mio Murao
Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics 85 ( 4 ) 2012年4月
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Simulating typical entanglement with many-body Hamiltonian dynamics 査読
Yoshifumi Nakata, Mio Murao
Physical Review A 84 ( 5 ) 2011年11月
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Simulating typical entanglement with many-body Hamiltonian dynamics 査読
Yoshifumi Nakata, Mio Murao
Physical Review A 84 ( 5 ) 2011年11月
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Thermal robustness of multipartite entanglement of the one-dimensional spin- 1 2 XY model 査読
Yoshifumi Nakata, Damian Markham, Mio Murao
Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics 79 ( 4 ) 2009年4月
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Thermal enhancement of entanglement sensitivity to the phase diagram in XY model 査読
Yoshifumi Nakata, Damian Markham, Mio Murao
INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM INFORMATION 6 751 - 757 2008年7月
書籍等出版物
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量子情報理論 : 情報から物理現象の理解まで
中田, 芳史
朝倉書店 2024年10月 （ ISBN:9784254135329 ）
MISC
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Unitary designs in quantum information science 招待
中田芳史
第３５回代数的組合せ論シンポジウム報告集 89 - 100 2018年6月
講演・口頭発表等
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Quantum Error Correction and Quantum Chaos in Hamiltonian Systems 招待
Yoshifumi Nakata
2025年10月
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量子力学から量子情報へ 招待
中田芳史
量子100周年研究会：量子基礎・量子情報のこれまでとこれから 2025年9月
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量子情報とユニタリデザイン~t-wise independenceの量子拡張~ 招待
中田芳史
情報理論研究会 2025年8月
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量子カオスと量子情報 招待
中田芳史
第70回物性若手夏の学校 2025年7月
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Unitary designs in quantum information theory 招待
中田芳史
第6回理研AIP数学系合同セミナー 2025年2月
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Decoding Random Quantum Codes 招待
Yoshifumi Nakata
IBM Qiskit Seminar Series 2023年7月
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Exact and approximate constructions of t-designs, and their applications, 招待
Y. Nakata
Workshop on Quantum t-Designs and Applications in Quantum Computing 2022年3月
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Randomness and one-shot decoupling in quantum information science 招待
Y. Nakata
Math Seminar @Shanghai university 2017年12月
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Applications and constructions of random dynamics in quantum information theory 招待 国際共著
Y. Nakata
UT-ANU Workshop 2018年2月
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Efficient unitary designs with nearly time-independent Hamiltonian dynamics 国際共著 国際会議
Y. Nakata, C. Hirche, M. Koashi, A. Winter
AQIS2017 2017年9月
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Unitary t-designs: constructions and applications 招待 国際共著
Y. Nakata, C. Hirche, M. Koashi, A. Winter
IWQIQC2017 2017年12月
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Efficient unitary designs with nearly time-independent Hamiltonian dynamics 国際共著 国際会議
Y. Nakata, C. Hirche, M. Koashi, A. Winter
TQC2017 2017年6月
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量子ランダムネス -ランダムダイナミクスがもたらす複雑性の極限における物理- 招待
中田芳史
東京大学工学系沙川研集中セミナー 2017年7月
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中田芳史
東北大学情報科学研究科「数学と諸分野の協働推進による学際的・総合的な新領域研究の開拓」第22回講演会 2018年10月
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Unitary designs: constructions and applications in quantum information 招待
中田芳史
第8回QUATUO研究会 2018年10月
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Symmetric random unitary -its application to the black hole information paradox 招待
Y. Nakata
2018 Mini-Workshop on Design Theory and Quantum Information 2018年6月
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Unitary designs in quantum information science 招待
中田芳史
第35回 代数的組合せ論シンポジウム 2018年6月
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Decoupling with random diagonal-unitary matrices 招待
中田芳史
量子制御技術の発展により拓かれる量子情報の新時代 2015年7月
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One-Shot Classical-Quantum Hybrid Capacity by partial decoupling theorem 招待 国際会議
E. Wakakuwa, H. Yamasaki, Y. Nakata
2020 International Workshop on Quantum Information, Quantum Computing and Quantum Control 2020年1月
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One-shot Classical-Quantum Hybrid Capacity by partial decoupling theorem 国際会議
E. Wakakuwa, H. Yamasaki, Y. Nakata
FQST2020 2020年2月
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Partial Decoupling Approach to Information Leakage Problem from Black Holes with Symmetry 国際会議
Y. Nakata, E. Wakakuwa, M. Koashi
AQIS2019 2019年8月
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Entanglement and Information Retrieval from Black Holes 招待 国際会議
Y. Nakata
JAGFoS2019 2019年9月
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量子ランダムネス入門 招待
中田芳史
基研量子情報スクール 2019年3月
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Information leakage from black holes with symmetry 招待 国際会議
Y. Nakata, E. Wakakuwa, M. Koashi
Quantum Information and String Theory 2019 2019年6月
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中田芳史, 若桑江友里, 小芦雅斗
日本物理学会第74回年次大会 2019年3月
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Quantum Information - from the viewpoint of randomness, a.k.a.,"scrambling" 招待
Y. Nakata
CGP internal workshop 2020年12月
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Quantum Information Approach to Information Paradox of Black Holes with Symmetry 招待
Y. Nakata, E. Wakakuwa, M. Koashi
Qulink Seminar 2020年7月
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中田芳史
量子多体系の熱力学--数理の発展と展望 2020年9月
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古典・量子ハイブリッド情報の量子誤り訂正：量子通信路符号化に向けて２ 招待
中田芳史
量子基礎・量子情報セミナー 2021年6月
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Quantum circuits for exact unitary t-designs and applications to higher-order randomized benchmarking 招待 国際共著
Y. Nakata
Seminar in Foxconn Quantum Computing Center 2021年6月
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Quantum circuits for exact unitary t-designs
中田芳史, 赵 达, 奥田隆幸, 坂内英一
QIT44 2021年5月
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古典・量子ハイブリッド情報の量子誤り訂正：量子通信路符号化に向けて 招待
中田芳史
量子基礎・量子情報セミナー 2021年5月
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中田芳史, 若桑江友里, 山崎隼太
日本物理学会第76回年次大会 2021年3月
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Explicit constructions of exact unitary designs and applications to randomized benchmarking 招待 国際共著
Y. Nakata
Seminar in Heinrich Heine University Dusseldorf 2021年4月
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量子の情報理論 ーエンタングルメントから通信限界までー 招待
中田芳史
量子情報春の学校2021 2021年1月
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Information scrambling, quantum error correction, and information paradox with symmetry 招待 国際会議
Y. Nakata
Recent progress in theoretical physics based on quantum information theory 2021年3月
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Yoshifumi Nakata, Da Zhao, Takayuki Okuda, Eiichi Bannai, Yasunari Suzuki, Shiro Tamiya, Kentaro Heya, Zhiguang Yan, Kun Zuo, Shuhei Tamate, Yutaka Tabuchi, Yasunobu Nakamura
TQC2021 2021年7月
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量子情報とブラックホール 招待
中田芳史
原子核三者夏の学校2021 2021年8月
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高次randomized benchmarkingを用いたノイズ推定
中田芳史, Da Zhao, 奥田隆幸, 坂内英一, 鈴木泰成, 田宮志朗, 部谷謙太郎, Zhiguang Yan, Kun Zhuo, 玉手修平, 田淵豊, 中村泰信
日本物理学会第77回年次大会 2022年3月
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量子情報における量子カオスと量子誤り訂正 招待
中田芳史
東京大学駒場物性セミナー 2022年2月
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Linking quantum information to physics 招待
Yoshifumi Nakata
Extreme Universe Online Seminar 2022年3月
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Higher-order randomized benchmarking
Y. Nakata, D. Zhao, T. Okuda, E. Bannai, Y. Suzuki, S. Tamiya, K. Heya, Z. Yan, K. Zuo, S. Tamate, Y. Tabuchi, Y. Nakamura
International Symposium on Novel maTerials and quantum Technologies 2021 2021年12月
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Decoding the Hayden-Preskill protocol 招待
Yoshifumi Nakata
IFQ-ExU joint mini workshop: Extreme Universe from Qubits 2021年12月
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Lecture on quantum information & black holes 招待
中田芳史
Workshop on quantum information and quantum black holes 2021年9月
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Explicit constructions of exact unitary t-designs 招待
Yoshifumi Nakata
Seminar at the Bristol university 2021年11月
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Yoshifumi Nakata, Da Zhao, Takayuki Okuda, Eiichi Bannai, Yasunari Suzuki, Shiro Tamiya, Kentaro Heya, Zhiguang Yan, Kun Zuo, Shuhei Tamate, Yutaka Tabuchi, Yasunobu Naka, mura
AQIS2021 2021年9月
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Quantum error correction by low-depth random clifford circuits
Quantum Innovation 2022 2022年11月
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Decoding quantum information from chaos: QEC beyond the standard situation 招待
Yoshifumi Nakata
KEK-theory workshop 2024 2024年12月
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Lecture of Quantum Information 招待
Yoshifumi Nakata
The 6th "Extreme Universe" School 2024年9月
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Towards Quantum Error Correction in Hamiltonian Systems 招待
Yoshifumi Nakata
New Trends in Condensed Matter Theory 2024 2024年12月
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Decoding quantum information and complementarity principle 招待
Yoshifumi Nakata
Quantum TUT workshop 2024 2024年2月
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Hayden-Preskill protocol from quantum information perspective 招待
Yoshifumi Nakata
Quantum Threads 2024年7月
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Quantum error correction by low-depth random Clifford circuits 招待
Yoshifumi Nakata
Intenational Workshop on Quantum Characterization, Verification, and Validation (IWQCVV) 2023年8月
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Thermal enhancement of entanglement sensitivity to the phase diagram in XY model 国際会議
Y. Nakata, D. Markham and M. Murao
AQIS2007 2007年9月
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Y. Nakata, K. Fujii, M. Ohzeki, M. Murao
AQIS2014 2014年8月
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Diagonal-unitary matrices and their applications in QIP 招待 国際会議
Y. Nakata
Qu-Pa 2014年12月
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Hamiltonian Complexity Theory 招待
中田芳史
量子情報の新展開 2014年3月
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Generating a state design by diagonal quantum circuits 国際会議
Y. Nakata, M. Koashi, M. Murao
AQIS2014 2014年8月
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Simulating typical entanglement with many-body Hamiltonian dynamics in polynomial time 国際会議
Y. Nakata, P. S. Turner and M. Murao
AQIS2011 2011年8月
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Decoupling with random diagonal-unitaries 国際共著 国際会議
Y. Nakata, C. Hirche, C. Morgan, A. Winter
AQIS2016 2016年9月
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Approximate unitary 2-designs: constructions and applications 招待 国際共著 国際会議
Y. Nakata, C. Hirche, C. Morgan, A. Winter
RAQUEL 3rd scientific meeting 2015年10月
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Unitary designs: constructions and applications in quantum information theory 招待 国際共著
Y. Nakata, C. Hirche, C. Morgan, A. Winter
Mathematics, Statistics and Applied Mathematics Seminar at NUI Galway 2015年11月
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Implementing unitary 2-designs using random diagonal-unitary matrices 国際共著 国際会議
Y. Nakata, C. Hirche, C. Morgan, A. Winter
TQC2015 2015年5月
共同研究・競争的資金等の研究課題
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2024年 - 2027年
科学技術振興機構 戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 さきがけ
中田 芳史
担当区分：研究代表者
近年、量子系におけるランダムなユニタリ時間発展を用いた量子情報処理が大きな注目を集めています。本研究では、ランダム相互作用を持つ量子多体系のハミルトニアン時間発展と量子制御を組み合わせることで、ランダム量子多体系における量子情報処理の可能性を探求します。特に、ランダム量子多体系の時間発展を活用した量子誤り訂正や閉じた量子系での局所熱平衡化などを協奏的に開拓することを目指します。
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複雑な量子ダイナミクスに基づく新規量子情報技術と新奇物理現象の開拓
研究課題/領域番号：22K03464 2022年4月 - 2025年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
中田 芳史
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極限宇宙の物理法則を創る－量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム
研究課題/領域番号：21H05182 2021年9月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) 学術変革領域研究(A)
高柳 匡
担当区分：研究分担者
配分額：136760000円 （ 直接経費：105200000円 、 間接経費：31560000円 ）
量子情報をキーワードとして「極限宇宙の３問題」の解明を目的とする本領域が2021年9月に発足して以来、本総括班は、この研究プロジェクトを発展させるために、「領域運営」「分野融合」「若手育成」「国際活動」「広報」の各活動を開始し、以下に挙げるような実績を挙げてきた。まず、領域の運営方針を打ち合わせる「総括班会議」を総括班メンバー15名がオンライン会議を行う形式で9月以降毎月開催してきた。領域内の異分野融合を促進する目的で、複数の計画研究が主催し、その研究成果を報告・討論する「循環ミーティング」をオンライン会議の形で毎月開催し、毎回50名以上の出席者を得ている。特に、11月には、これを拡大して、本領域のキックオフミーティングとして、9つの計画研究が全て講演する形で2日間行った。また、国際的な視点から異分野融合の話題に触れる機会を領域メンバーやより広く領域外の研究者が得られるように、「領域オンラインコロキウム」を立ち上げ、毎月、国内外より著名な研究者をコロキウム講演に招へいしてきた。講演後もオンラインお茶会を開催し、講演者と若手研究者が交流し合う機会を提供した。さらに、米国のIt from Qubitサイモンズ共同研究と共催する形で、「領域国際会議」を12月に3日間オンラインで開催し、国際交流を促進した。また、2022年の3月には、領域メンバー全員が参加し、今年度の成果報告と来年度以降の研究計画の討論を行う「領域会議」を2日間、京都大学基礎物理学研究所にて対面とオンラインを併用して開催した。その直前には、若手育成を目的に「領域スクール」を開催し、量子情報、場の量子論、一般相対論の実践的な知識を異分野の若手が習得する良い機会となり、300名超の参加者を得た。また本総括班は、広報活動として、領域ホームページの作成・発信、領域ツイッターの作成・発信、ニュースレター発行を行った。
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理論物理学のための量子情報理論基礎
研究課題/領域番号：21H05183 2021年9月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) 学術変革領域研究(A)
森前 智行
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持続可能な高度量子技術開発に向けた量子疑似ランダムネスの発展と応用
2018年10月 - 2022年3月
国立研究開発法人 科学技術振興機構 さきがけ
中田 芳史
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
次世代の情報革命をもたらすと期待されている量子情報処理ですが、その実現に向けて、解決しなければならない技術的課題は数多く残されています。本研究では、「疑似乱数」の量子情報版である「量子疑似ランダムネス」に着目し、その新発展と応用を目指した研究を行います。量子疑似ランダムネスを活用することで、現在の量子実験技術向上だけでなく、量子技術の長期にわたる継続発展の知的基盤が創成されることが期待されます。
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計算複雑性的アプローチによる量子多体系の理論研究
2015年4月 - 2017年7月
日本学術振興会 特別研究員(PD)
中田芳史
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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ランダムサンプリングの手法を用いた量子多体系の複雑性の解析
2013年4月 - 2015年3月
日本学術振興会 海外特別研究員
中田芳史
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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有限温度下での多体エンタングルメントの解析および関連する物理現象の探索・解析
研究課題/領域番号：10J02812 2010年4月 - 2013年3月
日本学術振興会 特別研究員(DC1) 特別研究員奨励費
中田芳史
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
近年、絶対零度の系の部分系は有限温度系のように見えること(canonical typicality)や、その現象が全系のエンタングルメントに関連していることが明らかになっており、有限温度系の理解の深化のためにもエンタングルメントの解析が重要になってきている。このような流れの中で、今年度は従来の研究計画を更に発展させ、熱平衡状態の量子シミュレーション等を目的とした純粋状態の量子情報処理への応用可能性や、熱平衡状態を用いた量子計算の可能性を追求する研究を行った。前者は多体エンタングルメントに関連した物理現象の探索に繋がり、後者は、有限温度量子系の応用可能性を追求した研究となっている。
具体的にはまず、昨年度提唱した位相ランダム状態アンサンブル(P.R.S.E.)の量子情報処理への応用可能性を考察した。P.R.S.E.は、孤立系で発現する純粋状態の典型的な性質を解析することを一義的目標として提案された。今年度はP.R.S.E.を量子情報処理へ応用することを目的とし、量子回路を用いたP.R.S.E.の近似的生成方法を構築し、更に、P.R.S.E.と古典処理を組み合わせて、ヒルベルト空間に一様に分布するランダム状態アンサンブル(R.S.E.)を近似する方法も発見した。R.S.E.はcanonical typicalityに関連し、熱平衡状態の量子シミュレーションを可能にするため、本結果は有限温度系の理解に役立つ。
今年度は更に、有限温度下の量子計算のエラー耐性を高める研究も行った。量子計算を実行する際には熱雑音に起因する熱的エラーが大きなエラー源となっていたが、量子多体協力現象を活用することで量子計算中の熱的エラーを抑えられることを発見した。具体的には、量子計算を行う系の温度が相転移温度以下であれば熱的エラーを必ず訂正できることが分かり、従来研究に比べて遥かに高い温度での量子計算が可能であることを示した。本結果は、多体系の協力現象が量子計算にも有益であることを示しており、多体物理学と量子情報の関係をより緊密にしたという点でも極めて有意義な研究である。