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エンタングルメントを用いた非フェルミ液体の特徴づけ

Research Project

Project/Area Number 16J01135
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中川 裕也  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsエンタングルメント / 量子多体系 / 非フェルミ液体
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、非フェルミ液体という強相関量子多体系についてエンタングルメントを用いてその性質の解明を試みるものである。今年度は、前年度に予備的な結果が得られた研究成果を論文としてまとめ、アメリカ物理学会のPhysical Review B誌に発表した。これは東京大学理学系研究科物理学専攻の古川俊輔助教との共同研究であり、エンタングルメント比熱(系の基底状態のエンタングルメント・スペクトルを用いて定義される仮想的な系の比熱)という量が実際の物理系の比熱と対応するという予想の下に、エンタングルメント比熱の温度依存性を検出する方法としてエンタングルメント・スペクトルの分布関数を用いることを提案したものである。具体的には、エンタングルメント比熱の温度依存性のべきに対応したエンタングルメント・スペクトルの分布関数を解析的に導出し、実際にその分布関数を用いることでエンタングルメント比熱の温度依存性が検出できることを示した。さらにこの結果を非フェルミ液体と考えられているν=1/2 量子ホール系に適用することで、この系のエンタングルメント比熱が非フェルミ液体的な非自明な温度依存性を持つことを示唆する結果を得た。 この結果は、研究課題である「エンタングルメントを用いた非フェルミ液体の特徴づけ」へ向けた重要な第一歩であり、今後はこの結果(分布関数)を用いて非フェルミ液体相を示すさまざまな模型を解析していくことが可能になる。
さらに、今年度はその他にも(非フェルミ液体にとらわれず)量子多体系のエンタングルメントに関する研究を行い、論文を発表している。

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

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Construction of Hamiltonians by supervised learning of energy and entanglement spectra2018

    • Author(s)
      Fujita Hiroyuki、Nakagawa Yuya O.、Sugiura Sho、Oshikawa Masaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Issue: 7 Pages: 075114-075114

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.075114

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Universality in volume-law entanglement of scrambled pure quantum states2018

    • Author(s)
      Yuya O.Nakagawa、Masataka Watanabe、Hiroyuki Fujita、Sho Sugiura*
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 1635-1635

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03883-9

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Numerical calculations on the relative entanglement entropy in critical spin chains2017

    • Author(s)
      Yuya O. Nakagawa, Tomonori Ugajin
    • Journal Title

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      Volume: 2017 Issue: 9 Pages: 093104-093104

    • DOI

      10.1088/1742-5468/aa85c1

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Capacity of entanglement and distribution of density matrix eigenvalues in gapless systems2017

    • Author(s)
      Yuya O. Nakagawa, Shunsuke Furukawa
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 96 Issue: 20 Pages: 205108-205108

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.205108

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 一次元量子臨界系の励起状態間の相対エンタングルメントエントロピー2017

    • Author(s)
      中川裕也、宇賀神知紀
    • Organizer
      日本物理学会第72回秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Universality in volume-law entanglement of pure quantum states2017

    • Author(s)
      Yuya O. Nakagawa
    • Organizer
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2017 (NQS2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ギャップレス系におけるエンタング ルメントスペクトルの分布とエンタングルメント比熱の研究2016

    • Author(s)
      中川裕也、古川俊輔
    • Organizer
      日本物理学会第 71 回秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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