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2018 Fiscal Year Annual Research Report

極限量子撮像下における位置分解能の限界に関する理論的研究

Research Project

Project/Area Number 16J03613
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

蘆田 祐人  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Keywords量子多体系 / 開放系 / 非平衡ダイナミクス / 強相関効果 / 近藤問題
Outline of Annual Research Achievements

量子系を観測し情報が得られる場合、その代償としてハイゼンベルクの不確定性関係に起因する測定の反作用が量子ダイナミクスに本質的な影響を及ぼす。従来このような振る舞いは少数自由度の量子系について研究されてきたが、近年の冷却原子系などの実験技術の発展により、量子多体ダイナミクスを1原子レベルでミクロに観測/制御する事が実現した。ミクロな運動の詳細は観測/制御できないという仮定のもとに成立してきた従来の多体系の枠組みは、このような状況では破綻し、異なる一般原理に基づいた基礎理論が必要となる。本学振の研究テーマはこのような単一原子観測/制御下の量子多体系を記述するための理論を構築することである。最終年度である平成30年度は、まず観測下の非ユニタリ開放系の熱化現象について研究を行なった。詳細釣り合い原理が破れた場合にも非可積分多体系が非ユニタリな摂動により温度を変えながら熱化することを示した。本成果はPhysical Review Letters誌から出版された。さらに、開放系のうち特に非エルミート系に着目することで、その位相幾何的側面、特に分類と1次元系のバルクエッジ対応について明らかにした。これらの成果はPhysical Review X, Physical Review B, Nature Communications誌から出版された。次に、環境と強く結合した開放系の非平衡強相関現象について、ハーバード大とマックスプランク研究所と共同で研究を行なった。局在スピンの量子もつれを解く新しい正準変換を発見することで汎用性の高い理論手法を構築した。本成果はPhysical Review Letters, Physical Review B誌から出版された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ハーバード大学
  • [Int'l Joint Research] マックスプランク研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マックスプランク研究所
  • [Int'l Joint Research] 中国科学院(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      中国科学院
  • [Journal Article] Topological unification of time-reversal and particle-hole symmetries in non-Hermitian physics2019

    • Author(s)
      Kohei Kawabata, Sho Higashikawa, Zongping Gong, Yuto Ashida, Masahito Ueda
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Pages: 297

    • DOI

      10.1038/s41467-018-08254-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Full-Counting Many-Particle Dynamics: Nonlocal and Chiral Propagation of Correlations2018

    • Author(s)
      Yuto Ashida and Masahito Ueda
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 120 Pages: 185301

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.185301

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parity-time-symmetric topological superconductor2018

    • Author(s)
      Kohei Kawabata, Yuto Ashida, Hosho Katsura and Masahito Ueda
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 085116

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.085116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exploring the 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 Foelling, 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
  • [Journal Article] Solving quantum impurity problems in and out of equilibrium with variational approach2018

    • Author(s)
      Yuto Ashida, Tao Shi, Mari Carmen Banuls, J. Ignacio Cirac, Eugene Demler
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 121 Pages: 026805

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.121.026805

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Variational principle for quantum impurity systems in and out of equilibrium: application to Kondo problems2018

    • Author(s)
      Yuto Ashida, Tao Shi, Mari Carmen Banuls, J. Ignacio Cirac, Eugene Demler
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 024103

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.024103

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Topological phases of non-Hermitian systems2018

    • Author(s)
      Zongping Gong, Yuto Ashida, Kohei Kawabata, Kazuaki Takasan, Sho Higashikawa, Masahito Ueda
    • Journal Title

      Physical Review X

      Volume: 8 Pages: 031079

    • DOI

      10.1103/PhysRevX.8.031079

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 開いた系の量子多体物理:測定と強相関効果2019

    • Author(s)
      蘆田祐人
    • Organizer
      第7回統計物理学懇談会
    • Invited
  • [Presentation] 冷却原子気体における超解像測定法とそれを用いた開放量子多体系の理論的研究2019

    • Author(s)
      蘆田祐人
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] Solving quantum impurity systems in and out of equilibrium with variational approach2018

    • Author(s)
      Yuto Ashida
    • Organizer
      Tokyo-Melbourne Mini-workshop on ultracold atom theory
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Open quantum physics: recent topics in non-Hermitian systems and beyond2018

    • Author(s)
      蘆田祐人
    • Organizer
      熱場の量子論とその応用
    • Invited
  • [Presentation] 連続観測下の開放量子多体系における熱化2018

    • Author(s)
      蘆田祐人
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Remarks] Yuto Ashida Web Site

    • URL

      https://sites.google.com/site/yutoashida/homejp

URL: 

Published: 2019-12-27  

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