2023 Fiscal Year Annual Research Report
Locality and delocalization of information in thermalization of isolated quantum systems -towards an experimental approach using ultracold atoms-
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20H01838
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中島 秀太 大阪大学, 量子情報・量子生命研究センター, 准教授 (70625160)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉井 涼輔 山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 講師 (30632517)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 冷却原子 / 光格子 / 孤立量子系 / 量子情報 / 熱化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、量子多体系における情報の非局所化と情報伝搬の局所性について、非常に良い孤立量子系である冷却原子系の熱化・緩和過程を主たる研究対象として、実験と理論の双方からその学理を明らかにすることを目的としている。
当該年度において研究代表者(実験担当)は、前年度に引き続き、研究の舞台となる光格子中の冷却リチウム(Li)原子系の構築を進めた。前年度までに達成したLiのフェルミオン同位体6Liのフェッシュバッハ分子6Li2のBose-Einstein凝縮に引き続き、交差型光トラップ中で蒸発冷却を進めることで6Liのフェルミ縮退を達成した。また量子情報の拡散（非局在化）の指標となる非時間順序相関関数の測定対象である「ハバード模型」を実現するための光格子系の製作・評価を進めた。上記のフェルミ縮退した極低温Li原子に対し、pulsed latticeによる運動量キックの方法を用い、x軸およびy軸について周期性に基づく原子波回折パターンを観測することで光学系の構築および光格子ポテンシャルの評価を行ない、ハバード模型を実現するのに必要な程度の光格子深さが実現できていることを確認した。
研究分担者(理論担当)は、本年度、光格子系での量子情報の伝播や発達、またその観測方法や推定方法の提案を念頭に研究を進めた。当該年度中に、光格子中の自由ボソン系のエンタングルメントのダイナミクスに関する論文(PRR(2023))と、脱分極ノイズの存在下におけるフィデリティ推定の方法の提案(PRR(2023))の論文が出版された。また、非平衡量子系における幾何学的な位相に由来した熱機関の構成(PRR(2023))に関する論文も出版された。現在、長距離相互作用のある可積分系における情報の喪失と熱化に関する論文とハバード模型におけるLeggett-Garg不等式の破れと相互作用の関係に関する論文を執筆中である。
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| Research Progress Status |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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