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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Information-theoretic aspects of steady states in isolated quantum systems

Research Project

Project/Area Number 16H06718
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

池田 達彦  東京大学, 物性研究所, 助教 (60780583)

Project Period (FY) 2016-08-26 – 2018-03-31
Keywords統計力学 / 量子情報
Outline of Annual Research Achievements

本年度の主要な成果はEntanglement Prethermalization (EP) の理解の深化とその位置づけの明確化である。EPはコヒーレント分割された孤立量子系において引き起こされる非平衡定常状態への緩和現象であるが、定常状態の非平衡性が分割で生成された量子エンタングルメントに起因する点が特徴である。
本年度は多体ボソン系の朝永・ラッティンジャー(TL)模型におけるEPを調べ、これが非局所的な保存量を考慮した一般化ギブスアンサンブルでよく記述されることを明らかにした。これは前年度に研究したトイモデル(2個の調和振動子)のEPの機構が多体系でも発現することを示している。TL模型が一次元量子系の低エネルギー有効理論として普遍的に現れることを踏まえ、広いクラスのEPの機構が明らかになったと考える。一方、TL模型のEPは、先行研究で調べられたLieb-Liniger模型のそれとは性質が異なることも明らかになった。前者はガウシアン理論であるため多体のエネルギースペクトルに規則的な縮退が存在するが、後者には存在しないためである。Lieb-Liniger模型などの非ガウシアン理論におけるEPについてはさらなる研究が必要だが、その出発点としてTL模型におけるEPの性質が詳細に理解できた意義は大きい。以上の結果はPhysical Review A誌に掲載された。
また本年度は孤立量子系における熱平衡化・前期熱平衡化(prethermalization)についての研究動向をまとめた総説論文を著し、その中でEPの位置付けを明確にした。前期熱平衡化は対称性や長距離相互作用など熱平衡化を妨げる要因により様々な系で生じることが知られているが、EPは量子エンタングルメントという非局所量もその要因になることを示したと言える。総説論文はJournal of Physics B誌にアクセプトされた。

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。

  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017

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

  • [Journal Article] Entanglement prethermalization in the Tomonaga-Luttinger model2018

    • Author(s)
      Eriko Kaminishi, Takashi Mori, Tatsuhiko N. Ikeda, Masahito Ueda
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 97 Pages: 013622

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.97.013622

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermalization and prethermalization in isolated quantum systems: a theoretical overview2018

    • Author(s)
      Takashi Mori, Tatsuhiko N. Ikeda, Eriko Kaminishi, Masahito Ueda
    • Journal Title

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      Volume: accepted Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exploring the anisotropic Kondo model in and out of equilibrium with alkaline-earth atoms2018

    • Author(s)
      Marton Kanasz-Nagy, Yuto Ashida, Tao Shi, Catalin Pascu Moca, Tatsuhiko N. Ikeda, Simon Folling, J. Ignacio Cirac, Gergely Zarand, Eugene A. Demler
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Pages: 155156

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.155156

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hartree-Fock study of the commensurate charge density wave in 1T-TaS2 and its photo-induced dynamics2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko N. Ikeda, Kenji Yonemitsu, Hirokazu Tsunetsugu
    • Organizer
      PIPT6- 6th International Conference on Photoinduced Phase Transitions
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hartree-Fock study of the commensurate charge density wave in 1T-TaS2 and its photo-induced dynamics2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko N. Ikeda, Kenji Yonemitsu, Hirokazu Tsunetsugu
    • Organizer
      International School and Workshop on Electronic Crystals ECRYS-2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TaSe2 における電荷密度波の光誘起ダイナミクス2017

    • Author(s)
      池田達彦, 米満賢治, 常次宏一
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
  • [Presentation] Entanglement pre-thermalization in an interaction quench between two harmonic oscillators2017

    • Author(s)
      Tatsuhiko N. Ikeda, Takashi Mori, Eriko Kaminishi, Masahito Ueda
    • Organizer
      Quantum Thermodynamics: Thermalization and Fluctuations
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17  

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