2023 Fiscal Year Annual Research Report
エンタングルメントおよびホログラフィー原理に基づく量子特徴抽出法の研究
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21K03380
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松枝 宏明 東北大学, 工学研究科, 教授 (20396518)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エンタングルメント / ホログラフィー原理 / テンソルネットワーク / 熱力学的視点 / 量子多体系 / 非平衡動力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
基礎物理学の諸方面から量子技術まで，エンタングルメントは非常に重要な意味を持っており，その諸性質を深く理解することが現代科学を進展させる非常に重要な鍵となっている．ホログラフィー原理と呼ばれる量子・古典対応もまた，基礎物理学諸分野の重要課題の諸元となっており，特に量子的なくりこみ理論の完成と時空物理を量子情報理論の観点から接続する壮大な指導原理である．エンタングルメントとホログラフィー原理の機能性を深く追求しながら以下の諸課題を解明することが本課題3年間の研究計画である．研究の進行により，課題詳細は当初計画から拡大していることを付記しておく．（１）量子的特異値分解の開発と応用，（２）量子スピン系のエンタングルメント構造を深く理解するためのエンタングルメント熱力学の構築とそれに基づいた量子プロトコルの解析，（３）厳密テンソルネットワークの構築とエンタングルメント・ハミルトニアンの普遍構造の研究，（４）物性物理における量子多体問題の観点からのホログラフィー原理の解明，（５）非平衡量子多体系に対する量子特徴抽出法の開発，（６）密度行列分光法による固体中の量子もつれ情報の抽出に関する理論構築．（１）については相関行列を用いた基礎理論を完成し，計画初年度に論文発表済みである．（２）については今後の研究に繋がる成果を得て，現在論文執筆中である．（３）については成果の一部を論文執筆中である．（４）については（３）との関わりで重要なヒントを得たが，数学的な一般化は今後に残された課題となった．（５）については学術論文公表及び国際会議での発表・論文公表を行った．（６）は実験家との密な情報共有に基づいて研究が進展し，現在，論文を執筆中である．（３）に関連する内容について英語テキストの分担執筆を行った．加えて，固体物理・数理科学といった月刊誌に本研究分野の啓蒙となるような解説記事を執筆した．
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