2012 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
22540292
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
中里 弘道 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00180266)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 量子力学基礎 / 量子ダイナミクス / 量子状態 / 国際研究者交流(イタリア) |
|---|
| Research Abstract |
本研究課題の目的は，外界(環境系)との相互作用下にある注目量子系の物理を，これまで不問に付されてきた感のある環境系のダイナミクスや量子系のコヒーレンスやエンタングルメントといった量子論的特徴の振る舞いを通して解析し，いわゆる開いた量子系の理解を深化させることにある．具体的には以下のような課題に取り組んだ．
・環境系の特徴付けとマスター方程式の再吟味に向けて：引き続き，非自明で最も簡単な模型と思わる位相相互作用型スピン(量子系)－ボソン(環境)系の厳密なダイナミクスから，環境系の力学を考察し，マルコフ・非マルコフ性の特徴付けや環境系の緩和時間に関して検討を進めている．また，回転波近似のもとで準位間遷移型相互作用をする場合のダイナミクスを，全ハミルトニアンの固有値と固有状態を求めるという観点から試みているが，特に励起状態のスペクトルとその固有状態の解析を進めた．
・時間依存する量子2準位系のダイナミクスの厳密解：任意の時間依存性を持った量子2準位系のハミルトニアンとその時間発展演算子との厳密な関係式を求め，既知の厳密解との比較検討を行ってきた．
・量子系を特徴づける物理量を測る新たな手法：量子コヒーレンスの有無の指標の一つとして用いられる「純粋度」を，量子状態再構築の手法に頼ることなく，また制御型ゲートも用いず，単にある局所的な演算子の測定によって求める方法を提案した．このような最も簡単と思われる測定の枠組みが実現可能かどうかは，実は対象系の次元に依存していることを明らかにした．さらに量子系を記述する密度行列の固有値を求める新たな枠組みの可能性を追究し，固有値を決める特性方程式(の各係数)がどのようにして実験から求めることができるかを明らかにした．またその実装可能性についても検討した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
環境の影響下での量子系のダイナミクスを，環境系も正当に評価してきちんと考察しようという目的に対して，既にいくつかのモデルを用いてその検討に着手済みであり，いくつかの新しい知見が得られつつある．さらに，量子系を特徴づける(純粋度やエントロピーといった)密度行列の非線形汎関数として与えられる物理量に対する新たな測定の枠組みの提案など，関連項目に関する研究は当初の予想以上の進展があった．
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでと同じように，環境の影響下での量子系として良く用いられている模型を用いて，環境系の特徴付けや量子系のダイナミクスの検討を進めるとともに，関連分野の課題の解決にも当たる．その中では，従来と同様，主にヨーロッパ(特にイタリア)との国際研究者交流が大変大きな意味を持つので，引き続き共同研究という形で研究を進める．
|
