YUASA, Kazuya

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Affiliation

Faculty of Science and Engineering, School of Advanced Science and Engineering

Job title

Professor

Homepage URL

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

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Advanced Science and Engineering

Research Institute 【 display / non-display

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

Degree 【 display / non-display

  • 2001.03   Waseda University   Doctor of Science

Research Experience 【 display / non-display

  • 2013
    -
    Now

    Department of Physics, Waseda University, Tokyo   Professor

  • 2012
    -
    2013

    Department of Physics, Waseda University, Tokyo   Associate Professor

  • 2007
    -
    2012

    Waseda Institute for Advanced Study, Waseda University, Tokyo   Associate Professor

  • 2007
     
     

    Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Bari, Italy   Postdoc Researcher

  • 2006
    -
    2007

    Research Center for Information Security, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tokyo   Research Scientist

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Research Areas 【 display / non-display

  • Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics

  • Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics

Research Interests 【 display / non-display

  • Superconductor

  • Bose-Einstein Condensation

  • Quantum Zeno Effect

  • 量子ゼノン効果

  • 超伝導

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Papers 【 display / non-display

  • Kolmogorov-Arnold-Moser Stability for Conserved Quantities in Finite-Dimensional Quantum Systems

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

    Physical Review Letters   126 ( 15 ) 150401  2021.04  [Refereed]  [International journal]  [International coauthorship]

    DOI

  • Eternal Adiabaticity in Quantum Evolution

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

    Physical Review A   103 ( 3 ) 032214  2021.03  [Refereed]  [International journal]  [International coauthorship]

    DOI

  • Quantum Zeno Dynamics from General Quantum Operations

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

    Quantum   4   289  2020.07  [Refereed]  [International journal]  [International coauthorship]

     View Summary

    We consider the evolution of an arbitrary quantum dynamical semigroup of a finite-dimensional quantum system under frequent kicks, where each kick is a generic quantum operation. We develop a generalization of the Baker-Campbell-Hausdorff formula allowing to reformulate such pulsed dynamics as a continuous one. This reveals an adiabatic evolution. We obtain a general type of quantum Zeno dynamics, which unifies all known manifestations in the literature as well as describing new types.

    DOI

  • Phase Diagram of Bipartite Entanglement

    Paolo Facchi, Giorgio Parisi, Saverio Pascazio, Antonello Scardicchio, Kazuya Yuasa

    Journal of Physics A   52   414002  2019.09  [Refereed]

    DOI

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

    Takaaki Monnai, Shohei Morodome, Kazuya Yuasa

    Physical Review E   100   022105  2019.08  [Refereed]

    DOI

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Misc 【 display / non-display

  • マクロ状態と量子測定

    Kazuya Yuasa

    数理科学 2012年3月号「量子を操る」   585   14 - 20  2012.03  [Invited]

    Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media)  

  • 観測による量子系制御

    Kazuya Yuasa

    数理科学 2009年2月号「発展する量子力学」   548   35 - 40  2009.02  [Invited]

    Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media)  

  • An Efficient Scheme to Entangle Distant Qubits from an Arbitrary Mixed State(Quantum Field Theories : Fundamental Problems and Applications)

    湯浅 一哉, 中里 弘道

    Soryushiron Kenkyu   111 ( 3 )  2005.06

    CiNii

  • Quantum Zeno effect in an environment

    Yuasa Kazuya, Nakazato Hiromichi

    Bussei Kenkyu   82 ( 6 ) 924 - 928  2004.09

     View Summary

    この論文は国立情報学研究所の電子図書館事業により電子化されました。

    CiNii

  • ゼノン型観測によるエンタングル状態の抽出(場の量子論の基礎的諸問題と応用,研究会報告)

    湯浅 一哉, 中里 弘道, 鵜木 誠

    素粒子論研究   109 ( 6 )  2004.09

    CiNii

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Research Projects 【 display / non-display

  • Quantum Measurement and Quantum Control: From Quantum Information Technologies to Foundations of Statistical Mechanics

    Project Year :

    2018.04
    -
    2023.03
     

    Kazuya YUASA

    Authorship: Principal investigator

  • Quantum Measurement for the Foundations of Statisitical Mechanics and Quantum Information

    Project Year :

    2014.04
    -
    2018.03
     

    Kazuya YUASA

    Authorship: Principal investigator

  • Quantum Coherence and Quantum Measurement

    Project Year :

    2009.04
    -
    2013.03
     

    Kazuya YUASA

    Authorship: Principal investigator

  • Control of Quantum Coherence and Its Application to Quantum Information

    Project Year :

    2006.04
    -
    2007.03
     

    Kazuya YUASA

    Authorship: Principal investigator

  • Stochastic Quantization Methods Making Use of Integral Kernels

    Project Year :

    1998.04
    -
    2001.03
     

    Kazuya YUASA

    Authorship: Principal investigator

Specific Research 【 display / non-display

  • 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  

     View Summary

    ■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.

  • 量子系制御とその量子情報技術への応用

    2017  

     View Summary

    「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.

  • 観測による量子系制御と量子情報技術への展開

    2016  

     View Summary

    「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.

  • 量子観測をキーワードに追究する量子情報技術

    2015  

     View Summary

    「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.

  • 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  

     View Summary

    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.

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Syllabus 【 display / non-display

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