2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study of quantum many-body systems with frustration and randomness using tensor-network algorithm and quantum information
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15K05198
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
引原 俊哉 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00373358)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | フラストレート量子スピン系 / ランダム量子スピン系 / スピン・ネマティック状態 / 実空間繰り込み群法 / テンソルネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二次元強磁性ダイマー量子スピン系の研究を行った。平均場近似および多変数変分モンテカルロ法を用いた数値計算による基底状態相図の決定と、SU(4)対称点近傍における厳密解析により、この系の基底状態において出現する、スピン・ネマティック相やベクトル・カイラリティ相などの新奇量子状態の特性を解明した。この結果は、スピン・ネマティック相の出現機構の解明や、実際の物質における実現可能性について、新たな知見を与えるものとして大きな意義をもつものである。2019年度には、これらの研究成果の取りまとめを行い、日本物理学会において研究成果を発表した。また、著名な国際学術雑誌であるPhysical Review B誌において論文を出版した。
さらに、拡張実空間繰り込み群(RSRG)法の改良を行った。拡張RSRG法中で、計算に用いるツリーテンソル・ネットワークの構造を決定するアルゴリズムに関して複数の指標を導入し、それらを一次元スピン鎖、二次元正方格子、二次元三角格子上のランダム相互作用ハイゼンベルグ量子スピン模型に適用することで、各指標を用いた計算の精度を比較評価した。それにより、格子形状およびランダムネスの強さを指定するモデルパラメータと、各アルゴリズムの計算精度との関係を明らかにし、それぞれの系に最適な計算アルゴリズムを作成するための指針を明確化した。これらの結果は、ランダム量子スピン系の高精度数値計算を可能とする手法開発の進展という意義をもち、今後のランダム量子スピン系の研究の発展に貢献するものと言える。2019年度には、本成果を日本物理学会において発表している。
また、XYZ異方的フラストレート量子スピン鎖における非Landau-Ginzburg的新奇量子臨界相転移に関する研究についても、その成果を日本物理学会で発表し、Physical Review B誌において論文を出版した。
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