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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Nonequilibrium Transport Phenomena in Non-Hermitian Systems: Framework of Defining Physical Operators

Research Project

Project/Area Number 21H01005
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

羽田野 直道  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70251402)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小布施 秀明  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50415121)
井村 健一郎  東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (90391870)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords非エルミート量子力学
Outline of Annual Research Achievements

2022年度は、光合成分子上の電子の移動を背景として、樹状構造の格子(ベーテ格子)上を考えました。周辺のサイトにソースを置き、中心サイトにドレインをおくという非エルミート模型を設定し、周辺サイトから中心サイトへの電流について考察しました。その結果、多くの固有状態では周辺サイトから注入された電子が中心サイトまで到達しません。それに対応して固有値の虚部が正になっていて、電子が周辺サイトに指数関数的に蓄積する状況を表しています。残り少ない固有状態においてのみ中心サイトへ到達します。それらの状態に対しては、適切な状態変換を加えることによって一次元系にマップすることができ、PT対称な一次元非エルミート系における電流の計算問題に帰着することを厳密に示しました。2021年度には、小さい系で具体的に、非エルミート系の例外点において電流が最大化されることを厳密示しています。2023年度には、2022年度の成果を用いて任意の大きさのベーテ格子で同じ事を示す計画です。この成果を論文化して投稿し、複数の国際会議で成果発表します。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

数値計算ではなく、厳密な計算で非エルミート系の電流についての性質を明らかにしていることは貴重な成果と自負します。

Strategy for Future Research Activity

まず、ベーテ格子上の電流の研究成果を論文化して投稿し、国際会議でも成果公表します。それを踏まえ、一般の非エルミート・モデルにおける電流の計算について知見を得ることを目指します。

  • Research Products

    (38 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 8 results) Remarks (3 results) Funded Workshop (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Haifa University/Technion(イスラエル)

    • Country Name
      ISRAEL
    • Counterpart Institution
      Haifa University/Technion
  • [Int'l Joint Research] Butler University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Butler University
  • [Journal Article] Proposal of multidimensional quantum walks to explore Dirac and Schr?dinger systems2023

    • Author(s)
      Manami Yamagishi, Naomichi Hatano, Ken-Ichiro Imura, and Hideaki Obuse
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 107 Pages: 042206-1~14

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.107.042206

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topological Phases in a PT-Symmetric Dissipative Kitaev Chain2023

    • Author(s)
      Makio Kawasaki and Hideaki Obuse
    • Journal Title

      arXiv:2301.08446, accepted for JPS Conference Proceedings (LT29)

      Volume: 2301 Pages: 08446

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topological phases protected by shifted sublattice symmetry in dissipative quantum systems2022

    • Author(s)
      Kawasaki Makio、Mochizuki Ken、Obuse Hideaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 106 Pages: 035408

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.106.035408

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusual wave-packet spreading and entanglement dynamics in non-Hermitian disordered many-body systems2022

    • Author(s)
      Orito Takahiro、Imura Ken-Ichiro
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: 024303

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.105.024303

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dynamics of a quantum active particle based on 2D non-Hermitian quantum walks2023

    • Author(s)
      Manami Yamagishi, Naomichi Hatano, Hideaki Obuse
    • Organizer
      Japan-France joint seminar "Physics of dense and active disordered materials"
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Entanglement dynamics in a non-Hermitian quantum system2023

    • Author(s)
      Ken-Ichiro Imura, Takahiro Orito
    • Organizer
      APS March Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非エルミートな1次元系における散乱問題2023

    • Author(s)
      高根美武, 小林志遠, 井村健一郎
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] 2次元量子ウォークの提案:有効Diracハミルトニアンと(高次)トポロジカル相2023

    • Author(s)
      山岸愛, 羽田野直道, 井村健一郎, 小布施秀明
    • Organizer
      日本物理学会春季大会2023
  • [Presentation] Dynamics of a quantum active particle based on 2D non-Hermitian quantum walks2023

    • Author(s)
      Manami Yamagishi, Naomichi Hatano, Hideaki Obuse
    • Organizer
      Active Matter Workshop 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2内部自由度量子ウォークによる量子探索効率の次元依存性と解析的評価2023

    • Author(s)
      武田紘明, 川上則雄A, 岡本亮B, 小布施秀明
    • Organizer
      日本物理学会春季大会2023
  • [Presentation] 非エルミートハミルトニアンによるネットワーク上の量子輸送2022

    • Author(s)
      羽田野直道, 井村健一郎, 川畑幸平, 小布施秀明
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] Localization, topology and entanglement in disordered non-Hermitian systems: one- vs. many-body cases2022

    • Author(s)
      Ken-Ichiro Imura, Takahiro Orito
    • Organizer
      Localisation 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Defining a Quantum Active Particle Using Non-Hermitian Quantum Walks2022

    • Author(s)
      Manami Yamagishi, Naomichi Hatano, Hideaki Obuse
    • Organizer
      Localisation 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prototype controllable coupling theory of open quantum systems in symmetric optomechanics2022

    • Author(s)
      尚程,羽田野直道
    • Organizer
      Localisation 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Switching the function of the quantum Otto cycle in non-Markovian dynamics: heat engine, heater and heat pump2022

    • Author(s)
      Miku Ishizaki, Naomichi Hatano, Hiroyasu Tajima
    • Organizer
      Entropy and the Second Law of Thermodynamics; The past, the present, and the future
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantum transport in non-Hermitian systems2022

    • Author(s)
      羽田野直道
    • Organizer
      Non-Hermitian Quantum Mechanics 2022 (NH2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Switching the function of the quantum Otto cycle in non-Markovian dynamics: heat engine, heater and heat pump2022

    • Author(s)
      Miku Ishizaki, Naomichi Hatano, Hiroyasu Tajima
    • Organizer
      Quantum Thermodynamics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非エルミート量子多体系の非平衡ダイナミクスに対する乱れの効果2022

    • Author(s)
      折戸隆寛, 井村健一郎
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 非エルミート系におけるバルク境界対応と境界に依存する物理、しない物理2022

    • Author(s)
      井村 健一郎
    • Organizer
      物性理論セミナー,東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻相関基礎科学系
    • Invited
  • [Presentation] 非エルミート量子系の物理2022

    • Author(s)
      井村 健一郎
    • Organizer
      物性理論セミナー,大阪公立大学(杉本キャンパス)
    • Invited
  • [Presentation] Bulk-edge correspondence in non-Hermitian systems & physics sensitive vs. insensitive to the boundary condition2022

    • Author(s)
      Ken-Ichiro Imura
    • Organizer
      Non-Hermitian Quantum Mechanics 2022 (NH2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Wave-packet and entanglement dynamics in a non-Hermitian quantum system2022

    • Author(s)
      Ken-Ichiro Imura
    • Organizer
      International Workshop on Physics and Chemistry of Electronic Materials (PCEM)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Defining a Quantum Active Particle Using Non-Hermitian Quantum Walks2022

    • Author(s)
      Manami Yamagishi, Naomichi Hatano, Hideaki Obuse
    • Organizer
      Stat&QuantPhys Autumn School 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二次元非エルミート量子ウォークによる量子アクティブ粒子の運動2022

    • Author(s)
      山岸愛, 羽田野直道, 小布施秀明
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会2022
  • [Presentation] 量子アクティブ粒子の非エルミート量子ウォークを用いた定義2022

    • Author(s)
      山岸愛, 羽田野直道, 小布施秀明
    • Organizer
      第67回物性若手夏の学校
  • [Presentation] 共鳴状態による量子伝導現象の解析とファノ共鳴2022

    • Author(s)
      羽田野直道
    • Organizer
      NPEMコロキウム
    • Invited
  • [Presentation] 非エルミート量子力学入門2022

    • Author(s)
      羽田野直道
    • Organizer
      第67回物性若手夏の学校
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of quantum transport on tree-like networks using non-Hermitian Hamiltonians2022

    • Author(s)
      羽田野直道
    • Organizer
      Localisation 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ランダム系の非エルミート量子力学2022

    • Author(s)
      羽田野直道
    • Organizer
      駒場物性セミナー
    • Invited
  • [Presentation] PT対称な散逸量子系におけるトポロジカル相2022

    • Author(s)
      河崎真樹男, 小布施秀明
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会2022
  • [Presentation] 1次元非エルミート量子ウォークのアンダーソン転移におけるマルチフラクタル性2022

    • Author(s)
      小布施秀明, 京極淳人, 矢久保考介, 羽田野直道
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会2022
  • [Remarks] 羽田野直道ホームページ

    • URL

      http://hatano-lab.iis.u-tokyo.ac.jp/hatano/index-j.html

  • [Remarks] Non-Hermitian Quantum Mechanics 2022 (NH2022)

    • URL

      http://hatano-lab.iis.u-tokyo.ac.jp/hatano/NH2022/

  • [Remarks] Stat&QuantPhys Autumn School 2022

    • URL

      http://hatano-lab.iis.u-tokyo.ac.jp/manami/SQP2022/

  • [Funded Workshop] Non-Hermitian Quantum Mechanics 2022 (NH2022)2022

  • [Funded Workshop] Stat&QuantPhys Autumn School 20222022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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