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エンタングルメントエントロピーによる場の理論・重力理論の量子的性質の解明

Research Project

Project/Area Number 15J01358
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

渡邊 賢人  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsエンタングルメント・エントロピー / ゲージ・重力対応
Outline of Annual Research Achievements

近年、量子情報理論を用いた場の理論や双対重力理論の研究は大きな発展を続けている。その流れの下、本年度、我々は、エンタングルメント・エントロピー(EE)や非時間順序相関関数(OTOC)の時間発展を解析した。そして、ゲージ・重力対応の機構の理解に役立つと期待される量子状態の経路積分に関する効率化手法を提案し、議論した。さらに、その手法を用いた場の理論の量子状態の計算複雑度の定式化への方策を提案した。
量子状態の時間発展については様々な特徴づけがあるが、最近、ゲージ重力対応における量子カオスやブラックホールと関係する乱雑な時間発展が大きな注目を浴びている。その時間発展の指標として、EEやOTOCが活発に議論されている。我々は、自由スカラー場の(T2)n/Znオービフォルド理論におけるツイスト演算子による励起状態に対して、それらの指標の時間発展を議論した。トーラスのパラメーターにより、この理論は可積分な有理共形場理論や非可積分な無理共形場理論(ICFT)にもなる。我々は、ICFTになる場合にEEやOTOCの時間発展がこれまで議論されてきた可積分な系とも最大カオス的(ホログラフィック)な系とも異なる中間的な振舞いをすることを示した。
ゲージ・重力対応はこの20年で非常に多くの検証がなされたが、その機構については十分な理解が得られていない。その機構を理解する手立てを模索するため、我々は、量子状態の効率的な構成に用いられるテンソルネットワークのアイディアを応用した、場の理論の経路積分の“効率化”の手法を提案した。そして、共形場理論の基底状態などの波動関数や縮約密度行列やEEに対してその手法を用い、それらの重力双対が再現できることを示した。これらに加え、明確な定式化のない場の理論の量子状態の計算複雑度に対し、我々の手法が興味深い方策をあたえることを示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] Nordic Institute for Theoretical Physics(Sweden)

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      Caputa Pawel、Kusuki Yuya、Takayanagi Tadashi、Watanabe Kento
    • Journal Title

      Journal of Physics A

      Volume: 50 Issue: 24 Pages: 244001-244001

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aa6e08

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    • Author(s)
      Caputa, Pawel; Kundu, Nilay; Miyaji, Masamichi; Takayanagi, Tadashi; Watanabe, Kento
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 119 Issue: 7 Pages: 071602-071602

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.071602

    • NAID

      120006867125

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    • Author(s)
      Caputa Pawel、Kusuki Yuya、Takayanagi Tadashi、Watanabe Kento
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 96 Issue: 4 Pages: 046020-046020

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.046020

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    • Author(s)
      Pawel Caputa, Nilay Kundu, Masamichi Miyaji, Tadashi Takayanagi, Kento Watanabe
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 1711 Issue: 11 Pages: 097-097

    • DOI

      10.1007/jhep11(2017)097

    • NAID

      120006551745

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    • Author(s)
      M. Miyaji, T. Takayanagi, K. Watanabe
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Issue: 6 Pages: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.066004

    • NAID

      120006867124

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  • [Journal Article] EPR Pairs, Local Projections and Quantum Teleportation in Holography2016

    • Author(s)
      T.Numasawa, N. Shiba, T. Takayanagi, K. Watanabe
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 1608 Issue: 8 Pages: 1-52

    • DOI

      10.1007/jhep08(2016)077

    • NAID

      120005980955

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      Song He, Tokiro Numasawa, Tadashi Takayanagi, Kento Watanabe
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 5 Issue: 5 Pages: 1-27

    • DOI

      10.1007/jhep05(2015)106

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      Pawel Caputa, Joan Simon, Andrius Stikonas, Tadashi Takayanagi, Kento Watanabe
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      Journal of High Energy Physics

      Volume: 8 Issue: 8 Pages: 1-36

    • DOI

      10.1007/jhep08(2015)011

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  • [Journal Article] Continuous Multiscale Entanglement Renormalization Ansatz as Holographic Surface-State Correspondence2015

    • Author(s)
      Masamichi Miyaji, Tokiro Numasawa, Noburo Shiba, Tadashi Takayanagi, Kento Watanabe
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 115 Issue: 17 Pages: 171602-171606

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.171602

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  • [Journal Article] Distance between Quantum States and Gauge-Gravity Duality2015

    • Author(s)
      Masamichi Miyaji, Tokiro Numasawa, Noburo Shiba, Tadashi Takayanagi, Kento Watanabe
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 115 Issue: 26 Pages: 261602-261606

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.261602

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      2015 Annual Research Report
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  • [Presentation] Optimization of Path-Integrals in CFTs and Complexity2018

    • Author(s)
      Kento Watanabe
    • Organizer
      YITP Workshop: Holography, Quantum Entanglement and Higher Spin Gravity II
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  • [Presentation] From Path Integrals to Tensor Networks for AdS/CFT2017

    • Author(s)
      渡邊 賢人
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Time Evolution of Entanglement Entropy in Orbifold CFTs2017

    • Author(s)
      Kento Watanabe
    • Organizer
      Workshop ``Holography, Quantum Entanglement and Higher Spin Gravity''
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市左京区)
    • Year and Date
      2017-02-06
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      2016 Annual Research Report
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  • [Presentation] Time Evolution of Entanglement Entropy in Orbifold CFTs2017

    • Author(s)
      Kento Watanabe
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      Quantum Gravity, String Theory and Holography
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  • [Presentation] EPR Pairs, Local Projections and Quantum Teleportation in Holography2016

    • Author(s)
      渡邊 賢人
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    • Year and Date
      2016-09-22
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] EPR Pairs, Local Projections and Quantum Teleportation in Holography2016

    • Author(s)
      Kento Watanabe
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      Strings and Fields 2016
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市左京区)
    • Year and Date
      2016-08-10
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      2016 Annual Research Report
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  • [Presentation] EPR Pairs, Local Projections and Quantum Teleportation in Holography2016

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    • Place of Presentation
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    • Author(s)
      渡邊 賢人
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      日本物理学会2016年年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス (宮城県仙台市泉区)
    • Year and Date
      2016-03-19
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    • Author(s)
      渡邊 賢人
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府大阪市住吉区)
    • Year and Date
      2015-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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