2017 Fiscal Year Annual Research Report
Information-theoretic aspects of steady states in isolated quantum systems
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16H06718
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
池田 達彦 東京大学, 物性研究所, 助教 (60780583)
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2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | 統計力学 / 量子情報 |
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| 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。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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