Quantum Information in Holographic Principle

• Project/Area Number: 16J01143
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡邉 真隆 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 対称性 / 強結合理論 / 超対称性 / 共形場理論 / quantum information / entanglement entropy / 大域電荷 / 対称性の破れ / Big-J / effective theory / strong coupling / conformal field theory / gravitational anomaly / supersymmetry

Outline of Annual Research Achievements

前年度の研究を発展させ，large-J展開の手法を発展させた．大まかに以下の2つについて研究を行った．

(a) 4次元において．N=2超対称性を持ち，Coulomb branchが1次元であるような理論のBPS演算子の2点関数を(非常に小さい誤差を除いて)完全に決定した．これは，これまで研究してきたlarge-J展開の手法を用いると，低エネルギー有効作用が1/J展開で有限次で打ち切られ，不定性が残らないためであるとわかった．この結果は，bootstrap法や，localizationの結果と比較され，結果は誤差の範囲内で一致することが分かった．

(b) 3次元O(4)理論には，2つのglobal chargeが考えられるが，この2つの組み合わせを任意の比で大きくとった状態のエネルギーをトーラス上で計算した．なお，この論文には書いていないが，同じことを球面上で行うと演算子の次元を計算することに対応する．また，このような状態は並進対称性を自発的に破るが，これはGoldstone modelの数を，低エネルギー自由度と比べることでその存在を予測できることを示した．

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Universal correlation functions in rank 1 SCFTs (2018)
  • Author(s): Simeon Hellerman, Shunsuke Maeda, Domenico Orlando, Susanne Reffert, Masataka Watanabe
  • Journal Title: arXiv Volume: -
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Observables in Inhomogeneous Ground States at Large Global Charge (2018)
  • Author(s): Simeon Hellerman, Nozomu Kobayashi, Shunsuke Maeda, Masataka Watanabe
  • Journal Title: arXiv Volume: -
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Page Curves for General Interacting Systems (2018)
  • Author(s): Hiroyuki Fujita, Yuya O. Nakagawa, Sho Sugiura, Masataka Watanabe
  • Journal Title: arXiv Volume: -
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Note on Inhomogeneous Ground States at Large Global Charge (2017)
  • Author(s): Simeon Hellerman, Nozomu Kobayashi, Shunsuke Maeda, Masataka Watanabe
  • Journal Title: arXiv.org Volume: - Pages: 1-13
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Operator dimensions from moduli (2017)
  • Author(s): Simeon Hellerman, Shunsuke Maeda, Masataka Watanabe
  • Journal Title: JHEP Volume: 10 Issue: 10 Pages: 89-89
  • DOI: 10.1007/jhep10(2017)089
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Universality of entanglement volume-laws in pure quantum states (2017)
  • Author(s): Masataka Watanabe
  • Organizer: Holography, Quantum Entanglement and Higher Spin Gravity
  • Place of Presentation: Yukawa Institute for Theoretical Physics, 京都府京都市
  • Year and Date: 2017-02-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Universal scaling of entanglement in general interacting systems -- Deviation from entanglement volume law for excited states (2016)
  • Author(s): Masataka Watanabe
  • Organizer: 9th Taiwan String Workshop
  • Place of Presentation: National Taiwan Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan
  • Year and Date: 2016-09-11
  • Int'l Joint Research