Entanglement Witnesses in Quantum Frustrated Magnets

Publicly Offered Research

Project Area	The Natural Laws of Extreme Universe--A New Paradigm for Spacetime and Matter from Quantum Information
Project/Area Number	22H05266
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
Principal Investigator	下川統久朗沖縄科学技術大学院大学, 量子理論ユニット, スタッフサイエンティスト (20633853)
Project Period (FY)	2022-06-16 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	Frustration / Spin liquid / Random singlet / Entanglement / Exact diagonalization / Nematic / Randomness
Outline of Research at the Start	量子スピン液体、量子スピン多極子状態、ランダムシングレット状態などの量子状態は極低温でも通常の磁気秩序が見られないため、これらの状態を特徴づけるポジティブな実験的証拠を捉えることは難しい。そこで本研究では近年量子情報分野において提案されたEntanglement witnesses(EWs)という量子もつれ測度に着目する。EWsはスピン間の相関関数や動的構造因子などで書き下す事が出来、中性子散乱実験や非弾性X線散乱実験などで検出可能である。申請者らが独自開発に成功した厳密対角化コードを用いて種々の量子状態がEWsで特徴付けが可能かを明らかにし、当該量子状態の実験的検出・制御法を構築する。