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Mutual application of quantum physics and nonequilibrium statistical mechanics

Research Project

Project/Area Number 22540407
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

SHIMIZU Akira  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (10242033)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords量子統計力学 / 応答関数 / 非平衡 / 量子計算機 / マクロ量子系 / 統計力学 / 熱的量子純粋状態 / 非線形 / 線形応答関数 / 非線形応答関数 / ポンプ・プローブ
Research Abstract

A new formluation of quantum statistical mechanics has been constructed. In this formulation, all quantities of statistical-mechanicanical interest are obtained from a single pure quantum state. This enables one to analyze quantum systyems that are hard to analyze by the conventional methods.
Universal properties of nonlinear response functions of pump-driven non-equilibrium systems have been found. In particular, sum rules for the nonlinear response functions are shown to hold regorously. This enables one to analyze pump-probe experiments without resort to approximations.

Report

(5 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (49 results)

All 2014 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (37 results) (of which Invited: 9 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Canonical Thermal Pure Quantum State2013

    • Author(s)
      S. Sugiura and A. Shimizu
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 111(selected as Editors' suggestion) Issue: 1

    • DOI

      10.1103/physrevlett.111.010401

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Necessity of Superposition of Macroscopically Distinct States for Quantum Computational Speedup2013

    • Author(s)
      A. Shimizu, Y. Matsuzaki and A. Ukena
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 82 Issue: 5 Pages: 054801-054801

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.054801

    • NAID

      40019647178

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  • [Journal Article] 量子純粋状態による統計力学の定式化2013

    • Author(s)
      清水 明, 杉浦祥
    • Journal Title

      数理科学

      Volume: 600 Pages: 50-55

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  • [Journal Article] Thermal Pure Quantum States at Finite Temperature2012

    • Author(s)
      S. Sugiura and A. Shimizu
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 108(selected as Editors' suggestion) Issue: 24

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.240401

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  • [Journal Article] Nonequilibrium Molecular Dynamics Simulation of Interacting Many Electrons Scattered by Lattice Vibrations2012

    • Author(s)
      Fan Lee, Tatsuro Yuge, Akira Shimizu
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 81 Issue: 6 Pages: 64710-64710

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.064710

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  • [Journal Article] Sum Rules and Asymptotic Behaviors for Optical Conductivity of Nonequilibrium Many-Electron Systems2011

    • Author(s)
      A. Shimizu and T. Yuge
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 80 Issue: 9 Pages: 093706-093706

    • DOI

      10.1143/jpsj.80.093706

    • NAID

      40018996900

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  • [Journal Article] Universal Properties of Nonlinear Response Functions of Nonequilibrium Steady States2010

    • Author(s)
      A. Shimizu
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 79 Issue: 11 Pages: 113001-113001

    • DOI

      10.1143/jpsj.79.113001

    • NAID

      40017366089

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  • [Journal Article] Universal Properties of Nonlinear Response Functions of Nonequilibrium Steady States2010

    • Author(s)
      A.Shimizu
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: Vol.79

    • NAID

      40017366089

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  • [Presentation] 量子純粋状態による統計力学の定式化2014

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      清水明,杉浦祥、日向理彦、堺和光
    • Organizer
      ワークショップ「統計力学の最近の展開」
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      小柴ホール(東大理)
    • Year and Date
      2014-03-03
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  • [Presentation] 量子純粋状態による統計力学の定式化2014

    • Author(s)
      清水 明, 杉浦祥、日向理彦、堺和光
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      ワークショップ「統計力学の最近の展開」
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      小柴ホール(東大理)
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      清水 明, 杉浦祥、日向理彦、堺和光
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      高エネルギー加速器研究機構
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      日本物理学会 第69回年次大会
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      東海大学 湘南キャンパス
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      清水明
    • Organizer
      統計物理学懇談会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都、豊島区)
    • Year and Date
      2013-03-05
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  • [Presentation] Thermal Pure Quantum Formulation of Statistical Mechanics2013

    • Author(s)
      Sho Sugiura and Akira Shimizu
    • Organizer
      The 25th International Conference on Statistical Physics of the International Union for Pure and Applied Physics
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
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  • [Presentation] 有限温度の熱的純粋量子状態:統計力学の新しい定式化2012

    • Author(s)
      清水明
    • Organizer
      第17回ナノ量子情報エレクトロニクスセミナー
    • Place of Presentation
      東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構(東京都、目黒区)
    • Year and Date
      2012-12-26
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    • Invited
  • [Presentation] 非平衡統計力学と光学過程2012

    • Author(s)
      清水明、弓削達郎
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会シンポジウム:超高速分光・散乱と非平衡統計力学・情報統計力学のクロスオーバー
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2012-09-20
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    • Invited
  • [Presentation] Universal Properties of Optical Response Functions2012

    • Author(s)
      Akira Shimizu, Tatsuro Yuge
    • Organizer
      DYCE International Workshop
    • Place of Presentation
      屈斜路プリンスホテル(北海道、川上郡)
    • Year and Date
      2012-08-07
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  • [Presentation] 非平衡状態の二次微分応答関数の総和則・漸近則の検証2012

    • Author(s)
      李凡, 弓削達郎, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-27
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  • [Presentation] 熱的な量子純粋状態による統計力学2012

    • Author(s)
      杉浦祥, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-27
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  • [Presentation] 有限温度における熱的な量子純粋状態2012

    • Author(s)
      杉浦祥, 清水明
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      基研研究会「情報統計力学の最前線」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-23
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  • [Presentation] アンサンブルを使わない統計力学2012

    • Author(s)
      清水明,杉浦祥
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      KEK理論センター研究会「量子論の諸問題と今後の発展」(QMKEK4)
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構
    • Year and Date
      2012-03-16
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  • [Presentation] 量子純粋状態による統計力学の定式化と計算法2012

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      杉浦祥, 清水明
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      基研研究会「物理と情報の階層構造-情報を接点とした諸階層の制御と創発-
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2012-01-06
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  • [Presentation] 非定常非平衡状態の微分応答係数の普遍的性質2011

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      清水明, 弓削達郎
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-23
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  • [Presentation] 多電子系の非平衡状態における光学伝導度の総和則と漸近則2011

    • Author(s)
      弓削達郎, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-23
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  • [Presentation] 有限温度量子系の典型的な状態とマクロ力学変数の数値計算法2011

    • Author(s)
      杉浦祥, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-23
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  • [Presentation] 典型的な量子状態を用いた熱力学量の数値計算法2011

    • Author(s)
      杉浦祥, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-23
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  • [Presentation] 多重周波数法による非平衡状態の微分応答関数の分子動力学計算2011

    • Author(s)
      李凡, 弓削達郎, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-23
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  • [Presentation] 多重周波数法による非平衡状態の高次微分応答関数の分子動力学計算2011

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      李凡, 弓削達郎, 清水明
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      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-23
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  • [Presentation] 非平衡定常状態における応答関数の総和則と液相・個相相転移2011

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      長谷川直紀, 弓削達郎, 清水明
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      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-22
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  • [Presentation] 有限温度量子スピン系の典型的な状態を用いた解析2011

    • Author(s)
      杉浦祥, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-21
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      清水明、弓削達郎
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      日本物理学会第66回年次大会
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      震災のため予稿集と公開サイトによる発表
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      2011-03-26
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  • [Presentation] 多重周波数非平衡分子動力学シミュレーション2011

    • Author(s)
      李凡, 弓削達郎, 清水明
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      震災のため予稿集と公開サイトによる発表
    • Year and Date
      2011-03-26
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  • [Presentation] 非平衡定常状態の非線形応答関数の普遍的性質2010

    • Author(s)
      清水明、弓削達郎
    • Organizer
      非平衡系の物理-非平衡ゆらぎと集団挙動
    • Place of Presentation
      湯川記念館
    • Year and Date
      2010-11-19
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  • [Presentation] 交換関係のマクロな現れ-非平衡マクロ系のマクロな応答関数の普遍的性質2010

    • Author(s)
      清水明
    • Organizer
      小澤正直先生ダブル受賞記念講演会
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所
    • Year and Date
      2010-09-17
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    • Invited
  • [Presentation] Universal Properties of Optical Response Functions

    • Author(s)
      Akira Shimizu, Tatsuro Yuge
    • Organizer
      DYCE International Workshop
    • Place of Presentation
      屈斜路プリンスホテル(北海道、川上郡)
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  • [Presentation] Optical Conductivity Sum Rules Extended to Nonequilibrium

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge, Akira Shimizu
    • Organizer
      EXCON2012
    • Place of Presentation
      Groningen, Netherland
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  • [Presentation] 有限温度の熱的純粋量子状態:統計力学の新しい定式化

    • Author(s)
      清水明
    • Organizer
      第17回ナノ量子情報エレクトロニクスセミナー
    • Place of Presentation
      東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構(東京都、目黒区)
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    • Invited
  • [Presentation] 統計力学の最近の発展と課題 --- 私的考察

    • Author(s)
      清水明
    • Organizer
      統計物理学懇談会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都、豊島区)
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  • [Presentation] 非平衡統計力学と光学過程

    • Author(s)
      清水明、弓削達郎
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会シンポジウム:超高速分光・散乱と非平衡統計力学・情報統計力学のクロスオー バー
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県、横浜市)
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    • Invited
  • [Presentation] Thermal Pure Quantum Stateを用いたカゴメ格子の熱的性質の解析

    • Author(s)
      杉浦祥,清水明
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県、横浜市)
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  • [Presentation] Thermal Pure Quantum Stateによる比熱・帯磁率などの計算公式

    • Author(s)
      杉浦祥,清水明
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
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      横浜国立大学(神奈川県、横浜市)
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      弓削達郎,清水明
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      広島大学(広島県、東広島市)
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      日向理彦,清水明
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      広島大学(広島県、東広島市)
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      杉浦祥,清水明
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      広島大学(広島県、東広島市)
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  • [Presentation] 熱的純粋量子状態におけるエンタングルメント

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      杉浦祥,清水明
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      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県、東広島市)
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    • URL

      http://as2.c.u-tokyo.ac.jp/

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  • [Remarks] 清水研ホームページ

    • URL

      http://as2.c.u-tokyo.ac.jp/

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  • [Remarks] http://as2.c.u-tokyo.ac.jp/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://as2.c.u-tokyo.ac.jp/

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Published: 2010-08-23   Modified: 2019-07-29  

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