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注目の研究数物系科学

情報理論と実践の研究

掲載日:2020.11.05

准教授 福田素久(量子情報理論)

 量子論的な効果が表れる量子通信では、従来のシャノンの通信理論は適用できません。この未解決の問題を、ランダムなモデルを構成し、ランダム行列・漸近幾何解析・自由確率などを用いて研究しています。

 この研究では、システムの次元が大きい場合やその極限を考察します。数学の視点からは複雑な現象も高次元やその極限では見通しが良くなることがあります。近年は、ユニタリ行列と呼ばれるランダム行列に関しての計算プログラムを開発し、これを用いて576通りの場合についての計算を自動化して数学の証明を完成させるなどの新しい試みを行い、量子ガウス状態についての統計物理的な結果を得ました。

 また、もう一つの新しい試みは、AIの一つの形態である深層学習の研究です。上記の数学的な手法を用いて深層学習の理論研究を始めるとともに、他分野の研究室と深層学習の科学研究への応用を目指す取り組みを始めました。このような共同研究の初めの成果は、奥野研究室との画像による果実のサイズ測定で、ラ・フランス収穫適期の判定に応用される予定です。

数学の議論は黒板やホワイトボード等を使用する。写真はIon Nechita (トゥールーズ大学)と行った議論の記録の一部。の画像
数学の議論は黒板やホワイトボード等を使用する。写真はIon Nechita (トゥールーズ大学)と行った議論の記録の一部。

ナシの大きさを画像のピクセルとして計測。右はニューラルネットワークが中心にあるナシを認識したところ。の画像
ナシの大きさを画像のピクセルとして計測。右はニューラルネットワークが中心にあるナシを認識したところ。

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