量子コンピュータ研究センター 量子複雑性解析理研白眉研究チーム
理研白眉研究チームリーダー 桑原 知剛(Ph.D.)
研究概要

古典コンピュータ(または量子コンピュータ)を用いたときに、量子多体系のシミュレーションの計算複雑性を明らかにする分野はハミルトニアン複雑性(Hamiltonian Complexity)と呼ばれています。とりわけ、近年の量子コンピュータの量子超越性やNISQ(誤り訂正機能のない小型の量子コンピュータ)を用いた量子アルゴリズムの観点から、ハミルトニアン複雑性は量子情報分野において最も重要な研究対象の一つとなっています。本研究では、ハミルトニアン複雑性における数学的な未解決問題を解決していくことを目指しています。
研究主分野
- 数物系科学
研究関連分野
- 工学
- 情報学
- 総合理工
- 数理物理および物性基礎関連
キーワード
- 量子コンピューティング
- 量子エンタングルメント
- ハミルトニアン複雑性
- 量子多体物理
- 量子アルゴリズム
主要論文
- 1.
T. Kuwahara, T. V. Vu, and K. Saito,
"Effective light cone and digital quantum simulation of interacting bosons."
Nature Communications 15, 2520 (2024). - 2.
T. Kuwahara, K. Saito,
"Exponential Clustering of Bipartite Quantum Entanglement at Arbitrary Temperatures"
Physical Review X, 12, 021022 (2022) - 3.
T. Minato, K. Sugimoto, T. Kuwahara, and K. Saito,
"Fate of Measurement-Induced Phase Transition in Long-Range Interactions"
Phys. Rev. Lett. 128, 010603 (2022) - 4.
T. Kuwahara, K. Saito,
"Lieb-Robinson Bound and Almost-Linear Light Cone in Interacting Boson Systems"
Phys. Rev. Lett. 127, 070403 (2021) - 5.
A. Anshu, S. Arunachalam, T. Kuwahara, M. Soreimanifar (alphabet order),
"Sample-efficient learning of quantum many-body systems,"
Nature Physics, 17, 931–935 (2021) - 6.
T. Kuwahara, A. M. Alhambra, and A. Anshu,
"Improved thermal area law and quasi-linear time algorithm for quantum Gibbs states,"
Physical Review X, 11, 11047 (2021) - 7.
T. Kuwahara, K. Saito,
"Absence of Fast Scrambling in Thermodynamically Stable Long-Range Interacting Systems"
Physical Review Letters, 126, 030604 (2021) - 8.
T. Kuwahara, K. Saito,
"Area law of noncritical ground states in 1D long-range interacting systems"
Nature Communications, 11 4478 (2020) - 9.
T. Kuwahara, K. Saito,
"Strictly Linear Light Cones in Long-Range Interacting Systems of Arbitrary Dimensions,"
Physical Review X, 10, 031010 (2020) - 10.
T. Kuwahara, Keiji Saito,
"Eigenstate Thermalization from the Clustering Property of Correlation"
Physical Review Letters, 124, 200604 (2020)
研究成果(プレスリリース)
2025年10月17日
三者間量子もつれの根本的な限界を解明2025年9月25日
量子計算による低エネルギー状態シミュレーションの大幅な効率化を達成2025年5月13日
トポロジカル量子電池の理論的構築2024年3月29日
量子もつれの伝達速度限界を解明2022年4月26日
有限温度状態での量子もつれに関する普遍的性質の発見2022年1月6日
量子もつれに劇的な変化をもたらす新たな条件の発見2021年5月25日
“自然界”を効率的に学習する方法を開発2021年3月8日
低温下における量子もつれの新法則を発見2020年9月8日
量子もつれの境界則に対する新しいメカニズムの発見2020年7月13日
線形光円錐問題の数学的な解決
関連リンク
メンバーリスト
主宰者
- 桑原 知剛
- 理研白眉研究チームリーダー
メンバー
- 木村 裕介
- 研究員
- KIM Donghoon
- 特別研究員
- SHANG Cheng
- 特別研究員
- 三橋 洋亮
- 特別研究員
- 鵜飼 歩美
- 大学院生リサーチ・アソシエイト
お問い合わせ先
〒351-0198 埼玉県和光市広沢2-1
理化学研究所 研究本館335,337室
Email: tomotaka.kuwahara@riken.jp