2022 Fiscal Year Annual Research Report
Typical state analysis of non-equilibrium steady states
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18K13466
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
白井 達彦 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (20816730)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子開放系 / 非平衡定常状態 / 緩和ダイナミクス / 量子アニーリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の量子制御技術の発展に伴い量子系に対する散逸の効果を制御することが可能となっており，散逸環境と接した量子系である量子開放系に対する研究が盛んに行われている．本年度は，前年度に行った量子開放系の緩和時間と量子開放系の時間発展を記述するリウビル演算子の固有値スペクトル全体との間の関係についての結果を発展させ，量子開放系の過渡過程における緩和現象についての研究を行った．量子開放系の長時間領域での緩和ダイナミクスはリウビル演算子のスペクトルギャップで記述されるが，一方でスペクトルギャップは必ずしも緩和時間と一致しない．これは場合によっては過渡過程の時間スケールが非常に長くなるということを示しており，そのため過渡過程の緩和ダイナミクスを記述する理論が重要である．本研究では，定常状態での自己相関関数の緩和ダイナミクスに着目し，リウビル演算子を対称化した対称化リウビル演算子が自己相関関数の減衰率の下限を与えることを明らかにした．また，対称化リウビル演算子は，非平衡系において重要な役割をすることを示した．
研究期間全体を通して，量子開放多体系の非平衡定常状態および非平衡定常状態における自己相関関数の緩和ダイナミクスに現れる一般的な性質を明らかにした．本研究の成果は，量子多体効果の実証の場である冷却原子系などの量子シミュレーションを用いて観測されることが期待され，また量子コンピュータ技術への応用への示唆を与えることが期待される．
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