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2022 Fiscal Year Annual Research Report

First-principles calculations of two-particle response realized by dimensionality reduction

Research Project

Project/Area Number 21H01003
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

品岡 寛  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40773023)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉見 一慶  東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (10586910)
大槻 純也  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (60513877)
是常 隆  東北大学, 理学研究科, 教授 (90391953)
播木 敦  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90875783)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords量子埋め込み理論 / テンソルネットワーク
Outline of Annual Research Achievements

当初予定では、応答関数の次元圧縮に、これまで開発してきた中間表現 (IR)を用いる予定であったが、圧縮対象が虚時間に限る、また、非直交基底のため計算が煩雑という課題を抱えていた。しかし、品岡(代表)が従事するJSTさきがけ「量子情報処理」課題からヒントを得、「quantics tensor train (QTT)」によって、応答関数の時空依存性を圧縮可能であることを発見した。QTTは元々応用数学分野で発展し、近年、流体計算など場の計算への適用が試みられている。本課題での発見は、QTTにより、応答関数の実空間、波数空間、虚/実周波数、虚/実時間すべての依存性が大幅に情報圧縮可能であり、さらに、場の量子論計算に現れるフーリエ変換、畳み込み積分がテンソルネットワークの基本演算に還元できる。この成果により、テンソルネットワークと場の量子論計算という異なる分野に新しい橋を架けることに成功した。スイス、オーストリア、日本の国際共同研究の成果である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初予定よりも、汎用的な次元圧縮技術を発見することができた。これにより、共同研究がスイス、オーストリアに加え、フランス等を含むより広域になっている。また、QTTは、場の量子論計算以外にも使える汎用技術であり、流体計算などへの研究の展開も見込まれる。

Strategy for Future Research Activity

QTTおよびTCIに基づく場の量子論の計算技術の開発、オープンソースソフトウェア開発を行う。

  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Open Access: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] ミシガン大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ミシガン大学
  • [Int'l Joint Research] フリブール大学(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      フリブール大学
  • [Int'l Joint Research] ウィーン工科大学(オーストリア)

    • Country Name
      AUSTRIA
    • Counterpart Institution
      ウィーン工科大学
  • [Journal Article] sparse-ir: Optimal compression and sparse sampling of many-body propagators2023

    • Author(s)
      Wallerberger Markus、Badr Samuel、Hoshino Shintaro、Huber Sebastian、Kakizawa Fumiya、Koretsune Takashi、Nagai Yuki、Nogaki Kosuke、Nomoto Takuya、Mori Hitoshi、Otsuki Junya、Ozaki Soshun、Plaikner Thomas、Sakurai Rihito、Vogel Constanze、Witt Niklas、Yoshimi Kazuyoshi、Shinaoka Hiroshi
    • Journal Title

      SoftwareX

      Volume: 21 Pages: 101266~101266

    • DOI

      10.1016/j.softx.2022.101266

    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sparse Modeling Approach for Quasiclassical Theory of Superconductivity2023

    • Author(s)
      Nagai Yuki、Shinaoka Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 92 Pages: 034703

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.034703

  • [Journal Article] Bosonic Nevanlinna Analytic Continuation2023

    • Author(s)
      Nogaki Kosuke、Shinaoka Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 92 Pages: 035001

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.035001

  • [Journal Article] Construction of maximally-localized Wannier functions using crystal symmetry2023

    • Author(s)
      Koretsune Takashi
    • Journal Title

      Computer Physics Communications

      Volume: 285 Pages: 108645~108645

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2022.108645

  • [Journal Article] Efficient ab initio many-body calculations based on sparse modeling of Matsubara Green's function2022

    • Author(s)
      Shinaoka Hiroshi、Chikano Naoya、Gull Emanuel、Li Jia、Nomoto Takuya、Otsuki Junya、Wallerberger Markus、Wang Tianchun、Yoshimi Kazuyoshi
    • Journal Title

      SciPost Physics Lecture Notes

      Volume: - Pages: 63

    • DOI

      10.21468/SciPostPhysLectNotes.63

    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hybrid quantum-classical algorithm for computing imaginary-time correlation functions2022

    • Author(s)
      Sakurai Rihito、Mizukami Wataru、Shinaoka Hiroshi
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 4 Pages: 023219

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.4.023219

    • Open Access
  • [Journal Article] Anomalously large spin-dependent electron correlation in the nearly half-metallic ferromagnet CoS22022

    • Author(s)
      F. Hirokazu、T. Kensei、O.Junya、T. Nayuta、J. Harald O.、W. Takanori、Y. Yuko、H. Wataru、K. Noriyuki、T. Atsushi、K. Masashi、H. Masato、N. Takao、Y. Onuki, 、Y. Koichiro、H. Ayumi、K. Kenta、S. Shik、H. Koji、K. Hiroshi、M. Yuji、Y. Takayoshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 085114

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.085114

  • [Journal Article] Topological Nernst effect emerging from real-space gauge field and thermal fluctuations in a magnetic skyrmion lattice2022

    • Author(s)
      Oike H.、Ebino T.、Koretsune T.、Kikkawa A.、Hirschberger M.、Taguchi Y.、Tokura Y.、Kagawa F.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 214425

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.214425

  • [Journal Article] Optimal alloying in hydrides: Reaching room-temperature superconductivity in LaH102022

    • Author(s)
      Wang Tianchun、Flores-Livas Jos? A.、Nomoto Takuya、Ma Yanming、Koretsune Takashi、Arita Ryotaro
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: 174516

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.174516

    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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