受賞国：日本国

受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：中華人民共和国

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2023.3268321

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担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2023.3239955

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE  

担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.22331/q-2023-03-02-936

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： https://doi.org/10.22331/q-2023-03-02-936

DOI： https://doi.org/10.22331/q-2023-03-02-936

その他リンク： https://doi.org/10.22331/q-2023-03-02-936

担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/acb565

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：APS  

担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：APS  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Nature  

担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：APS  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：APS  

担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review Applied  

A multiple access channel (MAC) consists of multiple senders simultaneously transmitting their messages to a single receiver. For the classical-quantum case (CQ MAC), achievable rates are known assuming that all the messages are decoded, a common assumption in quantum network design. However, such a conventional design approach ignores the global network structure, i.e., the network topology. When a CQ MAC is given as a part of quantum network communication, this work shows that computation properties can be used to boost communication speeds with code design dependent on the network topology. We quantify achievable quantum communication rates of codes with the computation property for a two-sender CQ MAC. When the two-sender CQ MAC is a boson coherent channel with binary discrete modulation, we show that it achieves the maximum possible communication rate (the single-user capacity), which cannot be achieved with conventional design. Further, such a rate can be achieved by different detection methods: quantum (with and without quantum memory), on-off photon counting, and homodyne (each at different photon power). Finally, we describe two practical applications, one of which cryptographic.

DOI： 10.1103/PhysRevApplied.16.054021

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

Quantum private information retrieval (QPIR) is a protocol in which a user retrieves one of multiple files from n non-communicating servers by downloading quantum systems without revealing which file is retrieved. As variants of QPIR with stronger security requirements, symmetric QPIR is a protocol in which no other files than the target file are leaked to the user, and t-private QPIR is a protocol in which the identity of the target file is kept secret even if at most t servers may collude to reveal the identity. The QPIR capacity is the maximum ratio of the file size to the size of downloaded quantum systems, and we prove that the symmetric t-private QPIR capacity is min{1, 2(n-t)/n} for any 1 t n. We construct a capacity-Achieving QPIR protocol by the stabilizer formalism and prove the optimality of our protocol. The proposed capacity is greater than the classical counterpart.

DOI： 10.1109/TIT.2021.3077269

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE International Symposium on Information Theory - Proceedings  

Quantum private information retrieval (QPIR) for quantum messages is the protocol in which a user retrieves one of the multiple quantum states from one or multiple servers without revealing which state is retrieved. We consider QPIR in two different settings: the blind setting, in which the servers contain one copy of the message states, and the visible setting, in which the servers contain the description of the message states. One trivial solution in both settings is downloading all states from the servers and the main goal of this paper is to find more efficient QPIR protocols. First, we prove that the trivial solution is optimal for one-server QPIR in the blind setting. In one-round protocols, the same optimality holds even in the visible setting. On the other hand, when the user and the server share entanglement, we prove that there exists an efficient one-server QPIR protocol in the blind setting. Furthermore, in the visible setting, we prove that it is possible to construct symmetric QPIR protocols in which the user obtains no information of the non-targeted messages. We construct two-server symmetric QPIR protocols for pure states. Note that symmetric classical PIR is impossible without shared randomness unknown to the user.

DOI： 10.1109/ISIT45174.2021.9517794

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Communications  

We consider two users A and B wanting to exchange their messages M_{A} and M_{B} via a relay in a wireless communication network. To this aim, we have two methods: direct forward (DF) and computation and forward (CAF). In the first method, after an orthogonal multiple access (OMA) or non-orthogonal multiple access (NOMA) phase, the receiver decodes the two messages. In the second method, after a NOMA phase, the receiver decodes only the (modulo) sum. In the latter case the capacity region (computation region) is not known. This paper compares the two methods. To such aim, we propose a unified coding framework and identify a lower bound of achievable computation rates. We consider three constellations for the symmetric two-user Gaussian channel with Eisenstein constellation showing highest performance. We also show that a minimum signal-to-noise ratio is required for our CAF method to outperform DF, and we obtain the numerical values of such minimum ratios for the three constellations. Finally, we show achievability of our bounds, which is proved to require affine codes for computation, which has not been proved before. Overall, our results are useful for communication system designers towards practical implementation of multiple access methods in integrated wireless systems.

DOI： 10.1109/TCOMM.2021.3067907

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

We give the first systematic study on the second order asymptotics of the operational task of coherence distillation with and without assistance. In the unassisted setting, we introduce a variant of randomness extraction framework where free incoherent operations are allowed before the incoherent measurement and the randomness extractors. We then show that the maximum number of random bits extractable from a given quantum state is precisely equal to the maximum number of coherent bits distillable from the same state. This relation enables us to derive tight second order expansions of both tasks in the independent and identically distributed setting. Remarkably, the incoherent operation classes that can empower coherence distillation for generic states all admit the same second order expansions, indicating their operational equivalence for coherence distillation in both asymptotic and large block length regimes. We then generalize the above line of research to the assisted setting, arising naturally in bipartite quantum systems where Bob distills coherence from the state at hand, aided by the benevolent Alice possessing the other system. More precisely, we introduce a new assisted incoherent randomness extraction task and establish an exact relation between this task and the assisted coherence distillation. It strengthens the one-shot relation in the unassisted setting and confirms that this cryptographic framework offers a new perspective to the study of quantum coherence distillation. Likewise, this relation yields second order characterizations to the assisted tasks. As by-products, we show the strong converse property of the tasks above from their second order expansions.

DOI： 10.1109/TIT.2021.3064009

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

We study classical communication over a noisy quantum channel when bipartite states are preshared between the sender and the receiver, and one of the following encoding strategies are available: i) local operations; ii) local operations and one-way classical communication; iii) local operations and global permutations. Our main result is a capacity formula for strategy iii). This formula's two endpoints are the capacity formula in strategy i) and the entanglement-assisted classical capacity. Interestingly, these capacities satisfy the strong converse property, and thus the formula serves as a sharp dividing line between achievable and unachievable rates of communication. We prove that the difference between the capacities by strategy i) and strategy iii) is upper bounded by the discord of formation of the preshared state. What's more, we show that strategy ii) has no advantage over strategy i) in the weak converse regime. As examples, we derive these capacities analytically by the above strategies for some fundamental quantum channels. In some cases, the capacity of strategy iii) is strictly larger than those of strategies i) and ii) whenever entanglement assistance is available. Our results witness the power of random permutation in entanglement-assisted classical communication.

DOI： 10.1109/TIT.2021.3060452

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Communications  

When there exists a malicious attacker in the network, we need to be careful of eavesdropping and contamination. This problem is crucial for network communication when the network is realized by a partially trusted relay of quantum key distribution. We discuss the asymptotic rate in a linear network with the secrecy and robustness conditions when the above type of attacker exists. Also, under the same setting, we discuss the asymptotic rate in a linear network when we impose the secrecy condition alone.

DOI： 10.1109/TCOMM.2021.3057112

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

We study the capacity of quantum private information retrieval (QPIR) with multiple servers. In the QPIR problem with multiple servers, a user retrieves a classical file by downloading quantum systems from multiple servers each of which contains the copy of a classical file set while the identity of the downloaded file is not leaked to each server. The QPIR capacity is defined as the maximum rate of the file size over the whole dimension of the downloaded quantum systems. When the servers are assumed to share prior entanglement, we prove that the QPIR capacity with multiple servers is 1 regardless of the number of servers and files. We construct a rate-one protocol only with two servers. This capacity-achieving protocol outperforms its classical counterpart in the sense of the capacity, server secrecy, and upload cost. The strong converse bound is derived concisely without using any secrecy condition. We also prove that the capacity of multi-round QPIR is 1.

DOI： 10.1109/TIT.2020.3022515

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PRXQuantum.3.030346

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PRXQuantum.3.030344

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s11128-022-03639-x

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1038/s41534-022-00578-4

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevApplied.17.064011

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

We propose a new concept of secure list decoding, which is related to bit-string commitment. While the conventional list decoding requires that the list contains the transmitted message, secure list decoding requires the following additional security conditions to work as a modification of bit-string commitment. The first additional security condition is the receiver’s uncertainty for the transmitted message, which is stronger than the impossibility of the correct decoding, even though the transmitted message is contained in the list. The other additional security condition is the impossibility for the sender to estimate another element of the decoded list except for the transmitted message. The first condition is evaluated by the equivocation rate. The asymptotic property is evaluated by three parameters, the rates of the message and list sizes, and the equivocation rate. We derive the capacity region of this problem. We show that the combination of hash function and secure list decoding yields the conventional bit-string commitment. Our results hold even when the input and output systems are general probability spaces including continuous systems. When the input system is a general probability space, we formulate the abilities of the honest sender and the dishonest sender in a different way.

DOI： 10.1109/TIT.2022.3150498

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/2058-9565/ac5d7e

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Journal on Selected Areas in Communications  

We study the equivalence between non-perfect secret sharing (NSS) and symmetric private information retrieval (SPIR) with arbitrary response and collusion patterns. NSS and SPIR are defined with an access structure, which corresponds to the authorized/forbidden sets for NSS and the response/collusion patterns for SPIR. We prove the equivalence between NSS and SPIR in the following two senses. 1) Given any SPIR protocol with an access structure, an NSS protocol is constructed with the same access structure and the same rate. 2) Given any linear NSS protocol with an access structure, a linear SPIR protocol is constructed with the same access structure and the same rate. We prove the first relation even if the SPIR protocol has imperfect correctness and secrecy. From the first relation, we derive an upper bound of the SPIR capacity for arbitrary response and collusion patterns. For the special case of \mathsf {n} -server SPIR with \mathsf {r} responsive and \mathsf {t} colluding servers, this upper bound proves that the SPIR capacity is (\mathsf {r}-\mathsf {t})/\mathsf {n}. From the second relation, we prove that a SPIR protocol exists for any response and collusion patterns.

DOI： 10.1109/JSAC.2022.3142375

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Journal on Selected Areas in Communications  

In quantum private information retrieval (QPIR), a user retrieves a classical file from multiple servers by downloading quantum systems without revealing the identity of the file. The QPIR capacity is the maximal achievable ratio of the retrieved file size to the total download size. In this paper, the capacity of QPIR from MDS-coded and colluding servers is studied for the first time. Two general classes of QPIR, called stabilizer QPIR and dimension-squared QPIR induced from classical strongly linear PIR are defined, and the related QPIR capacities are derived. For the non-colluding case, the general QPIR capacity is derived when the number of files goes to infinity. A general statement on the converse bound for QPIR with coded and colluding servers is derived showing that the capacities of stabilizer QPIR and dimension-squared QPIR induced from any class of PIR are upper bounded by twice the classical capacity of the respective PIR class. The proposed capacity-achieving scheme combines the star-product scheme by Freij-Hollanti et al. and the stabilizer QPIR scheme by Song et al. by employing (weakly) self-dual Reed-Solomon codes.

DOI： 10.1109/JSAC.2022.3142363

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2021.3131575

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review A  

Adaptiveness is a key principle in information processing including statistics and machine learning. We investigate the usefulness adaptive methods in the framework of asymptotic binary hypothesis testing, when each hypothesis represents asymptotically many independent instances of a quantum channel, and the tests are based on using the unknown channel and observing outputs. Unlike the familiar setting of quantum states as hypotheses, there is a fundamental distinction between adaptive and nonadaptive strategies with respect to the channel uses, and we introduce a number of further variants of the discrimination tasks by imposing different restrictions on the test strategies. The following results are obtained: (1) We prove that for classical-quantum channels, adaptive and nonadaptive strategies lead to the same error exponents both in the symmetric (Chernoff) and asymmetric (Hoeffding, Stein) settings. (2) The first separation between adaptive and nonadaptive symmetric hypothesis testing exponents for quantum channels, which we derive from a general lower bound on the error probability for nonadaptive strategies; the concrete example we analyze is a pair of entanglement-breaking channels. (3) We prove, in some sense generalizing the previous statement, that for general channels adaptive strategies restricted to classical feed-forward and product state channel inputs are not superior in the asymptotic limit to nonadaptive product state strategies. (4) As an application of our findings, we address the discrimination power of an arbitrary quantum channel and show that adaptive strategies with classical feedback and no quantum memory at the input do not increase the discrimination power of the channel beyond nonadaptive tensor product input strategies.

DOI： 10.1103/PhysRevA.105.022419

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Bernoulli  

We consider the estimation of the transition matrix of a hidden Markovian process by using information geometry with respect to transition matrices. In this paper, only the histogram of k-memory data is used for the estimation. To establish our method, we focus on a partial observation model with the Markovian process and we propose an efficient estimator whose asymptotic estimation error is given as the inverse of projective Fisher information of transition matrices. This estimator is applied to the estimation of the transition matrix of the hidden Markovian process. In this application, we carefully discuss the equivalence problem for hidden Markovian process on the tangent space.

DOI： 10.3150/21-BEJ1344

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Entropy  

When a network has relay nodes, there is a risk that a part of the information is leaked to an untrusted relay. Secure network coding (secure NC) is known as a method to resolve this problem, which enables the secrecy of the message when the message is transmitted over a noiseless network and a part of the edges or a part of the intermediate (untrusted) nodes are eavesdropped. If the channels on the network are noisy, the error correction is applied to noisy channels before the application of secure NC on an upper layer. In contrast, secure physical layer network coding (secure PLNC) is a method to securely transmit a message by a combination of coding operation on nodes when the network is composed of set of noisy channels. Since secure NC is a protocol on an upper layer, secure PLNC can be considered as a cross-layer protocol. In this paper, we compare secure PLNC with a simple combination of secure NC and error correction over several typical network models studied in secure NC.

DOI： 10.3390/e24010047

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/ACCESS.2022.3159331

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：New Journal of Physics  

The paper (Hayashi M and Tsurumaru T 2012 New J. Phys. 14 093014) contains an error at the definition of g t (x) in section 5.3 while g t (x) is used for the second order asymptotic expansion for the sacrifice bit. This corrigendum corrects this error and shows its derivation.

DOI： 10.1088/1367-2630/ac3c61

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE International Symposium on Information Theory - Proceedings  

We study the equivalence between non-perfect secret sharing (NSS) and symmetric private information retrieval (SPIR) with colluding and unresponsive servers. We prove the equivalence between NSS and SPIR in the following two senses. 1) Given any SPIR protocol, we can construct an NSS protocol. 2) Given any linear NSS protocol, we can construct a SPIR protocol. We prove the first relation even if the SPIR protocol has imperfect correctness and secrecy. From the first relation, we derive an upper bound of the SPIR capacity for general access structure. For the special case of n-server SPIR with r responsive and t colluding servers, this upper bound proves that the SPIR capacity is (r-t)/n. From the second relation, we prove that a SPIR protocol exists for any access structure.

DOI： 10.1109/ISIT45174.2021.9517803

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

DOI： 10.1109/TIT.2021.3078812

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical  

In parameter estimation, nuisance parameters refer to parameters that are not of interest but nevertheless affect the precision of estimating other parameters of interest. For instance, the strength of noises in a probe can be regarded as a nuisance parameter. Despite its long history in classical statistics, the nuisance parameter problem in quantum estimation remains largely unexplored. The goal of this article is to provide a systematic review of quantum estimation in the presence of nuisance parameters, and to supply those who work in quantum tomography and quantum metrology with tools to tackle relevant problems. After an introduction to the nuisance parameter and quantum estimation theory, we explicitly formulate the problem of quantum state estimation with nuisance parameters. We extend quantum Cramér–Rao bounds to the nuisance parameter case and provide a parameter orthogonalization tool to separate the nuisance parameters from the parameters of interest. In particular, we put more focus on the case of one-parameter estimation in the presence of nuisance parameters, as it is most frequently encountered in practice.

DOI： 10.1088/1751-8121/ab8b78

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review Letters  

As a modern approach for the foundation of quantum theory, existing studies of general probabilistic theories gave various models of states and measurements that are quite different from quantum theory. In this Letter, to seek a more realistic situation, we investigate models approximately close to quantum theory. We define larger measurement classes that are smoothly connected with the class of POVMs via a parameter, and investigate the performance of perfect discrimination. As a result, we give a sufficient condition of perfect discrimination, which shows a significant improvement beyond the class of POVMs.

DOI： 10.1103/PhysRevLett.125.150402

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Entropy  

We discuss the effect of sequential error injection on information leakage under a network code. We formulate a network code for the single transmission setting and the multiple transmission setting. Under this formulation, we show that the eavesdropper cannot increase the power of eavesdropping by sequential error injection when the operations in the network are linear operations. We demonstrated the usefulness of this reduction theorem by applying a concrete example of network.

DOI： 10.3390/e22091053

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PubMed

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

In this work we study the problem of secure communication over a fully quantum Gel'fand-Pinsker channel. The best known achievability rate for this channel model in the classical case was proven by Goldfeld, Cuff and Permuter, and here we generalize their result. One key feature of the results obtained in this work is that all the bounds are based on error exponents. We obtain our achievability result via the technique of simultaneous pinching. This in turn allows us to show the existence of a simultaneous decoder. Further, to obtain our encoding technique and to prove the security feature of our coding scheme we prove a bivariate classical-quantum channel resolvability lemma and a conditional classical-quantum channel resolvability lemma. As a byproduct of the achievability result obtained in this work, we also obtain an achievable rate for a fully quantum Gel'fand-Pinsker channel in the absence of Eve. The form of this achievable rate matches with its classical counterpart. The Gel'fand-Pinsker channel model had earlier only been studied for the classical-quantum case and in the case where Alice (the sender) and Bob (the receiver) have shared entanglement between them.

DOI： 10.1109/TIT.2020.3005015

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review Research  

Quantum communication over network is particularly appealing in a similar way to classical network communication, but a partially corrupted quantum network has not been sufficiently studied. We discuss quantum state transmission over a partially corrupted quantum network, in which the sender transmits m0 qudits, i.e., d-level systems, to the receiver via network, but m1 channels are corrupted. As our result, we show that the optimal transmission rate is at least (m0-2m1+1)logd under the following two settings. In the first case, the unitaries on intermediate nodes are arbitrary and the corruptions on the m1 channels are individual. In the second case, the unitaries on intermediate nodes are restricted to Clifford operations and the corruptions on the m1 channels are adaptive, i.e., they are caused by an attack with a quantum memory. Further, our code in the second case realizes the noiseless communication even with the single-shot setting and is constructed dependently only on the network topology and the places of the m1 corrupted channels.

DOI： 10.1103/PhysRevResearch.2.033079

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Communications  

Compute-and-forward (CAF) relaying is an effective way to increase bandwidth efficiency of wireless two-way relay channels. Design of error-correcting codes and their decoding algorithms suitable for CAF relaying schemes remains an important issue to be studied. In this paper, we will analyze an asymptotic behavior of LDPC codes over two-way relay channels based on density evolution (DE). Because of the asymmetric characteristics of the channel, we use the population dynamics DE combined with DE formulas for asymmetric channels to obtain the belief propagation (BP) thresholds. Additionally, we also evaluate the asymptotic performance of spatially coupled LDPC codes for two-way relay channels. The results indicate that the spatially coupled codes yield improvements in the BP threshold compared with corresponding uncoupled codes for two-way relay channels.

DOI： 10.1109/TCOMM.2020.2987891

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE International Symposium on Information Theory - Proceedings  

Quantum private information retrieval (QPIR) is a protocol that a user retrieves one of f files from non-communicating n servers by downloading quantum systems without revealing the identity of the target file. As variants of the QPIR with stronger security requirements, the symmetric QPIR is that the files except for the target file are not leaked to the user, and the t-private QPIR is that the identity of the target file is kept secret even if at most t servers may collude to reveal the identity. The QPIR capacity is the maximum ratio of the one file size to the size of downloaded quantum systems, and we prove that the symmetric t-private QPIR capacity is min {1, 2(n - t)/n} for any 1 ≤ t < n. We construct a capacity-achieving QPIR protocol by the stabilizer formalism and prove the optimality of our protocol. The proposed capacity is greater than the classical counterpart.

DOI： 10.1109/ISIT44484.2020.9174005

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

In the proof of Theorem 5, we stated that Eq. (47) follows from Eq. (59) of Lemma 4. However, the derivation of Eq. (59) is incorrect, and the inequality used in the derivation of Eq. (47) is not Eq. (59). Eq. (47) follows from another inequality. This correction fixes the error of our derivation of Eq. (47).

DOI： 10.1109/TIT.2020.2979957

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE International Symposium on Information Theory - Proceedings  

We give a capacity formula for the classical communication over a noisy quantum channel, when local operations and global permutations allowed in the encoding and bipartite states preshared between the sender and the receiver. The two endpoints of this formula are the Holevo capacity (without entanglement assistance) and the entanglement assisted capacity (with unlimited entanglement assistance). What's more, we show that the capacity satisfies the strong converse property and thus the formula serves as a sharp dividing line between achievable and unachievable rates of communication. We prove that the difference between the assisted capacity and the Holevo capacity is upper bounded by the discord of formation of the preshared state. As examples, we derive analytically the classical capacity of various quantum channels of interests. Our result witnesses the power of random permutation in classical communication, whenever entanglement assistance is available.

DOI： 10.1109/ISIT44484.2020.9174125

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE International Symposium on Information Theory - Proceedings  

Differential privacy (DP) is an influential privacy measure and has been studied to protect private data. DP has been often studied in classical probability theory, but few researchers studied quantum versions of DP. In this paper, we consider classical-quantum DP mechanisms which (i) convert binary private data to quantum states and (ii) satisfy a quantum version of the DP constraint. The class of classical-quantum DP mechanisms contains classical DP mechanisms. As a main result, we show that some classical DP mechanism optimizes any information quantity satisfying the information processing inequality. Therefore, the performance of classical DP mechanisms attains that of classical-quantum DP mechanisms.

DOI： 10.1109/ISIT44484.2020.9174484

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical  

We address asymptotic decoupling in the context of Markovian quantum dynamics. Asymptotic decoupling is an asymptotic property on a bipartite quantum system, and asserts that any correlation between two quantum systems is broken after a sufficiently long time passes. In this paper, we show that asymptotic decoupling is equivalent to local mixing which asserts the convergence to a unique stationary state on at least one quantum system. If dynamics is asymptotically decoupling, any correlation between two quantum systems is broken exponentially. Also, we give a criterion of mixing that is a system of linear equations. All results in this paper are proved in the framework of general probabilistic theories, but we also summarize them in quantum theory.

DOI： 10.1088/1751-8121/ab8599

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Communications  

In this paper we propose a two-way protocol of physical layer security using the method of privacy amplification against eavesdroppers. First we justify our proposed protocol by analyzing the physical layer security provided by the classic wiretap channel model (i.e. one-way protocol). In the Gaussian channels, the classic one-way protocol requires Eve's channel to be degraded w.r.t. Bob's channel. However, this channel degradation condition depends on Eve's location and whether Eve's receiving antenna is more powerful than Bob's. To overcome this limitation, we introduce a two-way protocol inspired in IEEE TIT (1993) that eliminates the channel degradation condition. In the proposed two-way protocol, on a first phase, via Gaussian channel, Bob sends randomness to Alice, which is partially leaked to Eve. Then, on a second phase, Alice transmits information to Bob over a public noiseless channel. We derive the secrecy capacity of the two-way protocol when the channel to Eve is also Gaussian. We show that the capacity of the two-way protocol is always positive. We present numerical values of the capacities illustrating the gains obtained by our proposed protocol. We apply our result to simple yet realistic models of satellite communication channels.

DOI： 10.1109/TCOMM.2020.2973618

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Entropy  

We derive finite-length bounds for two problems with Markov chains: source coding with side-information where the source and side-information are a joint Markov chain and channel coding for channels with Markovian conditional additive noise. For this purpose, we point out two important aspects of finite-length analysis that must be argued when finite-length bounds are proposed. The first is the asymptotic tightness, and the other is the efficient computability of the bound. Then, we derive finite-length upper and lower bounds for the coding length in both settings such that their computational complexity is low. We argue the first of the above-mentioned aspects by deriving the large deviation bounds, the moderate deviation bounds, and second-order bounds for these two topics and show that these finite-length bounds achieve the asymptotic optimality in these senses. Several kinds of information measures for transition matrices are introduced for the purpose of this discussion.

DOI： 10.3390/e22040460

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review Letters  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.124.120502

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

DOI： 10.1109/TIT.2019.2957078

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Theory  

DOI： 10.1109/TIT.2019.2933422

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Information Forensics and Security  

DOI： 10.1109/TIFS.2019.2963771

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review Letters  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.123.260504

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review A  

DOI： 10.1103/PhysRevA.100.062335

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Review Applied  

DOI： 10.1103/PhysRevApplied.12.054047

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical  

DOI： 10.1088/1751-8121/ab4b64

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Scientific Reports  

DOI： 10.1038/s41598-019-49968-3

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2019.2917200

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.99.052346

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担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00220-019-03433-4

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIFS.2018.2868538

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1098/rspa.2019.0052

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.1109/ITW.2018.8613524

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.1109/ITW.2018.8613516

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担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.1109/ITW.2018.8613305

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1361-6455/aaf348

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担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2018.2877456

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.1109/ISIT.2018.8437491

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.1109/ISIT.2018.8437783

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.1109/ISIT.2018.8437744

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.1109/ISIT.2018.8437751

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1751-8121/aacde9

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

DOI： 10.4230/LIPIcs.TQC.2018.10

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2017.2788407

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2017.2786669

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担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.97.052308

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2018.2792495

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Royal Society  

<jats:p>Quantum mechanics imposes a fundamental trade-off between the accuracy of time measurements and the size of the systems used as clocks. When the measurements of different time intervals are combined, the errors due to the finite clock size accumulate, resulting in an overall inaccuracy that grows with the complexity of the set-up. Here, we introduce a method that, in principle, eludes the accumulation of errors by coherently transferring information from a quantum clock to a quantum memory of the smallest possible size. Our method could be used to measure the total duration of a sequence of events with enhanced accuracy, and to reduce the amount of quantum communication needed to stabilize clocks in a quantum network.</jats:p>

DOI： 10.1098/rspa.2017.0773

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.97.022342

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DOI： 10.1109/TIT.2017.2775612

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DOI： 10.1109/TIT.2017.2776900

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.120.030404

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.97.012302

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/2058-9565/aa8ac4

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevE.97.012129

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.96.062321

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1751-8121/aa8ffc

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担当区分：最終著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.96.030301

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DOI： 10.1109/ISIT.2017.8007087

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DOI： 10.1109/ISIT.2017.8006874

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DOI： 10.1109/ISIT.2017.8006662

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DOI： 10.1109/ISIT.2017.8006819

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DOI： 10.1109/ISIT.2017.8006713

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevE.96.012128

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DOI： 10.1109/TIT.2017.2687932

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DOI： 10.1109/TIT.2017.2694012

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.118.160502

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DOI： 10.1214/16-AAP1216

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DOI： 10.1109/TIT.2017.2657514

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.95.032132

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2016.2645223

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2016.2636154

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_1

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：日本学士院  

<p>Coding technology is used in several information processing tasks. In particular, when noise during transmission disturbs communications, coding technology is employed to protect the information. However, there are two types of coding technology: coding in classical information theory and coding in quantum information theory. Although the physical media used to transmit information ultimately obey quantum mechanics, we need to choose the type of coding depending on the kind of information device, classical or quantum, that is being used. In both branches of information theory, there are many elegant theoretical results under the ideal assumption that an infinitely large system is available. In a realistic situation, we need to account for finite size effects. The present paper reviews finite size effects in classical and quantum information theory with respect to various topics, including applied aspects.</p>

DOI： 10.2183/pjab.93.007

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_4

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_9

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_7

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_6

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_3

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_5

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_10

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DOI： 10.1007/978-3-662-49725-8_2

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/978-3-319-72089-0_10

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing  

DOI： 10.1063/1.4964755

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00220-016-2738-0

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.117.090502

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1214/15-AOS1420

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2016.2567440

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2016.2535174

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2016.2530088

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1751-8113/49/16/165301

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2016.2526018

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2016.2530084

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.116.070403

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 電子情報通信学会  

近年の情報理論の発展の背景には，量子情報理論の成果がある．本稿ではそのような情報理論に対する量子情報理論の影響に注目し，これまで情報理論の発展に対して量子情報理論が果たしてきた役割について解説する．これにより，近年の量子情報理論の成果がその分野内に閉じたものでないことを説明する．

DOI： 10.1587/essfr.10.1_4

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2015.2495258

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2015.2492958

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.115.220502

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.92.052308

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/JPROC.2015.2463678

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2015.2464215

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00220-014-2174-y

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_2811

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_2648

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記述言語：英語  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2014.2337884

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.90.032327

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記述言語：日本語  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1063/1.4892761

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/16/6/063009

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/ISIT.2014.6875121

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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DOI： 10.1109/ISIT.2014.6875160

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2013.2278971

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2013.2276628

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.111.130407

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：京都大学数理解析研究所  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：京都大学数理解析研究所  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2013.2250576

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00220-013-1678-1

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記述言語：英語  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：World Scientific Pub Co Pte Lt  

<jats:p> The monogamy of entanglement is one of the basic quantum mechanical features, which says that when two partners Alice and Bob are more entangled then either of them has to be less entangled with the third party. Here we qualitatively present the converse monogamy of entanglement: given a tripartite pure system and when Alice and Bob are entangled and nondistillable, then either of them is distillable with the third party. Our result leads to the classification of tripartite pure states based on bipartite reduced density operators, which is a novel and effective way to this long-standing problem compared to the means by stochastic local operations and classical communications. Furthermore we systematically indicate the structure of the classified states and generate them. We also extend our results to multipartite states. </jats:p>

DOI： 10.1142/s0217979212430084

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/14/9/093014

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 電子情報通信学会  

情報理論における二次の漸近論を，情報スペクトルの手法を通じて解説する．情報スペクトルの手法の持つ普遍性により，固定長情報源圧縮，一様乱数生成，通信路符号化の三つのテーマの二次の漸近論を統一的視点で扱う．更に，量子暗号や情報源符号化伝承，情報理論的セキュリティへの応用についても触れる．

DOI： 10.1587/essfr.6.12

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記述言語：英語  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s10463-009-0254-0

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.84.012325

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2011.2110950

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00220-011-1239-4

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.83.052328

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：国立情報学研究所  

位相推定問題についての多くの研究ではNoon 状態を入力状態として用いる方法が提案されている.理由はNoon 状態を入力状態とした場合,ある点でFisher 情報量が最大となるからである.しかし,Fisher 情報量が必ずしも達成可能な推定誤差を与えるとは限らない.本稿では,Mini-max 基準に加え,局所漸近Mini-max 基準を考え,これらの場合に,Fisher 情報量が達成可能な推定誤差を与えないことを示す.さらに,Noon 状態に代わり,漸近的に最適な入力状態を光子数に関する制約条件の下で与える.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.83.022331

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

In this paper, we introduce the concept of dual universality of hash functions and present its applications to various quantum and classical communication models including cryptography. We begin by establishing the one-to-one correspondence between a linear function family F and a code family C, and thereby defining ε-almost dual universal_2 hash functions, as a generalization of the conventional universal_2 hash functions. Then we give a security proof for the Bennett-Brassard 1984 protocol, where the Shor-Preskill-type argument is used, but nevertheless ε-almost dual universal_2 functions can be used for privacy amplification.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

In this paper, we introduce the concept of dual universality of hash functions and present its applications to various quantum and classical communication models including cryptography. We begin by establishing the one-to-one correspondence between a linear function family F and a code family C, and thereby defining ε-almost dual universal_2 hash functions, as a generalization of the conventional universal_2 hash functions. Then we give a security proof for the Bennett-Brassard 1984 protocol, where the Shor-Preskill-type argument is used, but nevertheless ε-almost dual universal_2 functions can be used for privacy amplification.

記述言語：英語  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1080/01630563.2011.557917

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.2201/NiiPi.2011.8.9

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DOI： 10.1109/ISNETCOD.2011.5979076

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DOI： 10.1080/01630563.2011.595602

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DOI： 10.1088/1367-2630/12/8/083002

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2010.2050805

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.81.062327

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DOI： 10.1007/s10463-008-0182-4

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00220-009-0909-y

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DOI： 10.1080/03610920802460761

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/ISIT.2010.5513794

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1063/1.3271041

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2009.2030478

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DOI： 10.1063/1.3234186

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1007/s00220-009-0825-1

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2009.2023726

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

We derive a new upper bound for Eve's information in secret key generation from a common random number without communication. This bound improves on Bennett's bound based on the Renyi entropy of order 2 because the bound obtained here uses the Renyi entropy of order 1+s for s∈[0,1]. This bound is applied to a wire-tap channel. Then, we derive an exponential upper bound for Eve's information. Our exponent is compared with Hayashi's exponent. For the additive case, the bound obtained here is better. The result is applied to secret key agreement by public discussion.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/11/4/043028

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/11/4/043034

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.79.020303

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.79.019901

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 電子情報通信学会  

近年の電子情報通信に関するデバイス技術の進化にしたがって，物理層の奥深くまで踏み込んだ情報処理が可能になりつつある．このような事情から，究極の情報処理理論として量子情報理論が定式化され，様々なバックグラウンドを持った研究者の努力により急激に進展した．しかしながら，量子情報理論では，これまでブラックボックスとして扱っていた部分に踏み込んで情報処理理論を展開するので，基本的概念の理解のレベルでさえ様々な参入障壁がある．本稿では，これらの障壁を取り除くため，初学者が誤解しやすい点や概念に重点を絞って解説する．例えば，波動関数と密度行列の違い，物理量とPOVM，状態複製と状態準備の違いなどについて丁寧に触れる．同時に，量子情報理論の最近の研究動向を解説する．具体的には状態識別，量子通信路符号化，量子鍵配送などの最新に成果にも触れる．

DOI： 10.1587/essfr.3.1_44

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.64.1.2.0_306_3

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1063/1.2988130

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2008.928985

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.100.210504

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/10/4/043029

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/10/1/013006

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.77.012104

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.76.062301

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/9/8/284

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.75.062338

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2006.889463

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.76.012329

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.62.1.2.0_144_2

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.physrep.2007.04.005

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.76.040301

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 日本物理学会  

DOI： 10.11316/jpsgaiyo.62.1.2.0_316_2

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.physleta.2006.01.043

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記述言語：英語  

1999年にAmbainis, Nayak, Ta-shma, Vaziraniによって導入された(n,1,p)-量子ランダムアクセス符号とは,次のような通信システムである.nビットの情報を持つ送信者はその情報を1キュビットに符号化してそれを受信者に送る.受信者は正作用素値測度によって定義される量子的復号プロセスによりp以上の確率で正しく元のnビットの任意の1ビットを復号することができる.Ambainisらは(2,1,0.85)-量子ランダムアクセス符号の存在を示し,同時に古典的にはそのような符号は不可能であることを示した.ChaungはAmbainisらの符号を(3,1,0.79)-量子ランダムアクセス符号に拡張したが,それ以来p>1/2をみたす(4,1,p)-量子ランダムアクセス符号の存在は未解決であった.この論文ではこの未解決問題に対する否定的回答を与える.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：京都大学数理解析研究所  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2006.872976

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記述言語：英語  

DOI： 10.1109/ISIT.2006.261708

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/1367-2630/8/8/129

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.74.062321

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1109/TIT.2006.871040

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevLett.96.040501

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1088/0305-4470/39/46/013

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.74.032108

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1103/PhysRevA.74.022307

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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