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量子多体系のエネルギースケール制御機構とエンタングルメントくりこみ群

研究課題

研究課題/領域番号 17H02931
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関新潟大学

研究代表者

奥西 巧一  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30332646)

研究分担者 引原 俊哉  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00373358)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードテンソルネットワーク / エンタングルメント / くりこみ群 / 角転送行列 / 量子多体系 / ランダムシングレット / ランダムスピン系 / ウンルー効果 / 数値くりこみ群 / 共形場理論 / サイン2乗変形 / 物性基礎論 / 計算物理
研究成果の概要

量子多体系のエンタングルメントハミルトニアンには特徴的な実空間のエネルギースケール変調が現れることが多い。本課題ではその背後の数理構造に着目することで,量子重力におけるUnruh効果の量子スピン系版ー格子Unruh効果ーを明らかにした。また、共形場理論によるエンタングルメントハミルトニアンの構成法の知見をテンソルネットワーク法の解析に援用することで、6状態クロック模型の臨界現象の高精度の検証や正多面体模型の新奇相転移の発見を実現した。さらに、高次元ランダム系に対応したテンソルネットワーク法アルゴリズムも開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまであまり注目されてこなかった量子多体系のエンタングルメントハミルトニアンの空間非一様性の背後にある数理構造の解析を通じて、格子Unruh効果という、理論的にも実験的にも大変興味深い現象を提案できた。これにより、現実的な物性系で疑似的量子重力現象の検証が可能になり、物性にとどまらない大きな波及効果が期待される。また、テンソルネットワーク法の背景の理解が深まったことで、臨界現象解析の信頼性が大きく向上しただけなく、ランダム系に対するアルゴリズムの性能向上も達成できた。今後の物性系の定量解析にも大いに役立つと期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] スロバキア科学アカデミー(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] スロバキア科学アカデミー(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] スロバキア科学アカデミー(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetoelastic study on the frustrated quasi-one-dimensional spin-12 magnet LiCuVO42021

    • 著者名/発表者名
      A. Miyata, T. Hikihara, S. Furukawa, R. K. Kremer, S. Zherlitsyn, J. Wosnitza
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.014411

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Finite-m scaling analysis of Berezinskii-Kosterlitz-Thouless phase transitions and entanglement spectrum for the six-state clock model2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Hiroshi、Okunishi Kouichi、Harada Kenji、Krcmar Roman、Gendiar Andrej、Yunoki Seiji、Nishino Tomotoshi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 101 号: 6 ページ: 062111-062111

    • DOI

      10.1103/physreve.101.062111

    • NAID

      120006865707

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Corner transfer matrix renormalization group analysis of the two-dimensional dodecahedron model2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Hiroshi、Okunishi Kouichi、Yunoki Seiji、Nishino Tomotoshi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 102 号: 3 ページ: 032130-032130

    • DOI

      10.1103/physreve.102.032130

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensor-network strong-disorder renormalization groups for random quantum spin systems in two dimensions2020

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Seki, Toshiya Hikihara, and Kouichi Okunishi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 号: 14 ページ: 144439-144439

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.144439

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unconventional magnetic excitations and spin dynamics of exotic quantum spin systems BaCo_2V_2O_8 and Ba_3CuSb_2O_92020

    • 著者名/発表者名
      Han Yibo、Kimura Shojiro、Okunishi Kouichi、Hagiwara Masayuki
    • 雑誌名

      Applied Magnetic Resonance

      巻: 2020 号: 4 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1007/s00723-020-01296-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lattice Unruh Effect and World-line Entanglement for the XXZ Chain2019

    • 著者名/発表者名
      Okunishi Kouichi、Seki Kouichi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 11 ページ: 114002-114002

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.114002

    • NAID

      130008156470

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of One- and Two-Dimensional Functional Materials: Oxygen Molecules Encapsulated in Single-Walled Carbon Nanotubes and Copper Ions Embedded into Phthalocyanine Sheets2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hagiwara, T. Kida, K. Matsuda, H. Kyakuno, Y. Mniwa, Z. Honda, Y. Sakaguchi, M. Tashiro, M. Sakai, T. Fukuda, N. Kamata and K. Okunishi
    • 雑誌名

      Open Chemistry Journal

      巻: 6 号: 1 ページ: 27-33

    • DOI

      10.2174/1874842201906010027

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum phase transitions beyond Landau-Ginzburg theory in one-dimensional space revisited2019

    • 著者名/発表者名
      Mudry Christopher、Furusaki Akira、Morimoto Takahiro、Hikihara Toshiya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 20 ページ: 205153-205153

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.205153

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin nematics in frustrated spin-dimer systems with bilayer structure2019

    • 著者名/発表者名
      Hikihara Toshiya、Misawa Takahiro、Momoi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 21 ページ: 214414-214414

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.214414

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Snapshot Spectra in the World-Line Quantum Monte Carlo for One-Dimensional Quantum Spin Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Seki Kouichi、Okunishi Kouichi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 2 ページ: 024003-024003

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.024003

    • NAID

      210000135087

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A low-energy effective model for the S=1/2 Kagome-triangular-strip Heisenberg model2018

    • 著者名/発表者名
      Okunishi Kouichi、Onozato Yoshitaka、Seki Kouichi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 10 ページ: 101401-101401

    • DOI

      10.1063/1.5042702

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ground-State Phase Diagram of an Anisotropic S = 1/2 Ladder with Different Leg Interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Tonegawa Takashi、Hikihara Toshiya、Okamoto Kiyomi、Furuya Shunsuke C.、Sakai Toru
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 10 ページ: 104002-104002

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.104002

    • NAID

      210000134973

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase Transitions for Cuboc Orders in Stacked Kagome Heisenberg Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Seki Kouichi、Okunishi Kouichi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 2 ページ: 023001-023001

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.023001

    • NAID

      210000134681

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spin-Wave Analysis for Kagome-Triangular Spin System and Coupled Spin Tubes: Low-Energy Excitation for the Cuboc Order2017

    • 著者名/発表者名
      Ochiai Masahiro、Seki Kouichi、Okunishi Kouichi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 11 ページ: 114701-114701

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.114701

    • NAID

      210000134583

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical behavior of the two-dimensional icosahedron model2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda Hiroshi、Okunishi Kouichi、Krcmar Roman、Gendiar Andrej、Yunoki Seiji、Nishino Tomotoshi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 96 号: 6 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physreve.96.062112

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] "Lattice Unruh effect and world-line entanglement for the XXZ chain"2021

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Okunishi
    • 学会等名
      Recent progress in theoretical physics based on quantum information theory
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ランダムJ1-J2スピン鎖の基底状態相図と低温特性2021

    • 著者名/発表者名
      上松和樹
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ランダムJ1-J2スピン鎖におけるフラストレート・ランダムシングレット状態2021

    • 著者名/発表者名
      引原俊哉
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 擬一次元S=1/2フラストレート強磁性体LiCuVO4の磁場中磁歪測定2021

    • 著者名/発表者名
      引原俊哉
    • 学会等名
      第15回量子スピン系研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] XXZ鎖における格子Unruh効果と世界線のエンタングルメント2020

    • 著者名/発表者名
      奥西巧一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カゴメ-三角格子における磁場下でのスキルミオン相2020

    • 著者名/発表者名
      関孝一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] AKLT鎖における角度時間相関関数2020

    • 著者名/発表者名
      中島康太郎
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 穴空き2次元イジング模型のエンタングルメントのCTMRG法による解析2020

    • 著者名/発表者名
      山本龍人
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tree Tensor Network を用いた量子系の最適表現I2020

    • 著者名/発表者名
      西野友年
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] エンタングルメント分割と樹状テンソルネットワークの相互情報量最適化原理2019

    • 著者名/発表者名
      奥西巧一、上田宏、西野友年
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 実空間繰り込み群法の改良と二次元ランダム量子スピン系への適用2019

    • 著者名/発表者名
      関孝一、引原俊哉、奥西巧一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] XXZ鎖における格子Unruh効果と世界線エンタングルメント2019

    • 著者名/発表者名
      奥西巧一
    • 学会等名
      サイン2乗変形(SSD)とその周辺2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Corner transfer matrix and lattice Unruh effect for the XXZ chain2019

    • 著者名/発表者名
      奥西巧一
    • 学会等名
      Tensor Network States: Algorithms and Applications 2019-2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical strong-disorder renormalization group for two-dimensional random quantum spin systems2019

    • 著者名/発表者名
      関孝一、引原俊哉、奥西巧一
    • 学会等名
      Tensor Network States: Algorithms and Applications 2019-2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] spin-1/2 J1-J2 XYZ鎖における非GL的量子臨界相転移2019

    • 著者名/発表者名
      引原俊哉, Christopher Mudry, 古崎昭, 森本高裕
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フラストレート・スピンダイマー系におけるスピンネマティック秩序状態の多変数変分モンテカルロ法による解析2019

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏, 引原俊哉, 桃井勉
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二次元ランダム量子スピン系に対する実空間くりこみ群法の改良と性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      関孝一
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会(九州大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 1次元量子系のエンタングルメントスペクトルとCFTのメビウス量子化2019

    • 著者名/発表者名
      奥西巧一
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会(九州大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A low-energy effective model for the S=1/2 Kagome-triangular-strip Heisenberg model2018

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Okunishi
    • 学会等名
      International Conference of Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ground States in an Anisotropic S=1/2 Ladder with Different Leg Interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Hikihara
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scaling analysis of snapshot spectra in the world-line quantum MonteCarlo for one-dimensional quantum spin systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Seki
    • 学会等名
      Tensor Network States:Algorithms and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MonteCarlo studies of phase transitions for cuboc orders in stacked kagome Heisenberg systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Seki
    • 学会等名
      3rd international symposium on research and education of computational science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次元ランダム量子スピン系解析のための実空間繰り込み群法の改良2018

    • 著者名/発表者名
      引原俊哉
    • 学会等名
      京都大学基礎物理研究所研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 積層カゴメ格子における立体秩序Cubocの研究2018

    • 著者名/発表者名
      関孝一
    • 学会等名
      京都大学基礎物理研究所研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 連続スピン系における弱い一時相転移の検出2018

    • 著者名/発表者名
      関孝一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(同志社大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子モンテカルロ法を用いたランダム量子スピン系の実空間くりこみ群法の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      関孝一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(同志社大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 共形場理論のメビウス量子化とエンタングルメント2018

    • 著者名/発表者名
      奥西巧一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(同志社大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] サイン2乗変形と運動量2018

    • 著者名/発表者名
      奥西巧一
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カゴメ 三角ストリップ模型の有効模型2018

    • 著者名/発表者名
      小野里佳孝, 奥西巧一, 関孝一
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カゴメ 三角格子ストリップ上のスピン模型の磁化過程2017

    • 著者名/発表者名
      小野里佳孝, 奥西巧一, 関孝一
    • 学会等名
      日本物理学会第2017年秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 離散化された古典ハイゼンベルグ模型に現れる相転移2017

    • 著者名/発表者名
      上田宏, 奥西巧一, Roman Krcmar, Andrej Gendiar, 柚木清司, 西野友年
    • 学会等名
      日本物理学会第2017年秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SSD and other energy deformations2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Hikihara
    • 学会等名
      Workshop on Sine square deformation and related topics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Sine-square deformation and Mobius quantization of 2D CFTs2017

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Okunishi
    • 学会等名
      Workshop on Sine square deformation and related topics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] S=1/2反強磁性ハイゼンベルグ鎖におけるダイマー相関振幅とボンド交替による励起ギャップ2017

    • 著者名/発表者名
      引原俊哉, 古崎昭, Sergei Lukyanov
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spin-nematic ordering in two- and three-dimensional frustrated quantum magnets composed of spin dimers2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Hikihara, Tsutomu Momoi
    • 学会等名
      Junjiro Kanamori Memorial International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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