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量子情報理論に基づく時空と量子エンタングルメントの双対性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J22888
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

梅本 滉嗣  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードホログラフィー原理 / AdS/CFT対応 / 量子もつれ
研究実績の概要

本年度の主な研究実績は、以下の2つに大別できる。(1)場の理論・重力理論における混合状態に関する相関測度の研究の進展、(2)情報計量を用いて場の理論から重力理論における時空の構造を導出する研究。まず(1)については、第一に、前年度に行った自由場における純粋化量子もつれの研究をより高度な数値計算技術を用いて発展させることで、他の相関測度には見られない純粋化量子もつれの特殊な性質を発見した。これによりホログラフィー原理に基づいた純粋化量子もつれ公式に新たな示唆を与えたほか、量子もつれと比べて従来軽視されてきた古典相関の重要性を指摘した。第二に、Q-相関およびR-相関と呼ばれる相関測度について、ホログラフィー原理の下で新たな幾何学的公式が存在することを提案した。この上で、これらの相関測度および純粋化量子もつれに対応する幾何学量が、公理論的な量子もつれ測度よりも大きな値を持つ状況を提示し、実際に古典相関がホログラフィー原理において重要な役割を果たしていることを明らかにした。次に(2)については、量子状態の相違を検出する情報計量を用いることで、作用素が挿入されることによる量子状態の変化を識別可能な経路積分上の領域が、ホログラフフィック共形場理論の場合に限ってエンタングルメント・ウェッジの形状と一致することを示した。これによって部分系上の情報計量を用いることで双対時空の構造を探索できることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

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

  • [国際共同研究] Freie Universitat Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Fudan University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Entanglement of Purification in Many Body Systems and Symmetry Breaking2019

    • 著者名/発表者名
      Bhattacharyya Arpan、Jahn Alexander、Takayanagi Tadashi、Umemoto Koji
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 122 号: 20 ページ: 201601-201601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.201601

    • NAID

      120006773945

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum and classical correlations inside the entanglement wedge2019

    • 著者名/発表者名
      Umemoto Koji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.126021

    • 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] Entanglement Wedges from the Information Metric in Conformal Field Theories2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yuki、Takayanagi Tadashi、Umemoto Koji
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 22 ページ: 221601-221601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.221601

    • NAID

      120006773947

    • 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] Universal local operator quenches and entanglement entropy2019

    • 著者名/発表者名
      Bhattacharyya Arpan、Takayanagi Tadashi、Umemoto Koji
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 11 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1007/jhep11(2019)107

    • 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] Holographic Entanglement of Purification from Conformal Field Theories2019

    • 著者名/発表者名
      Pawel Caputa, Masamichi Miyaji, Tadashi Takayanagi, Koji Umemoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letter

      巻: 122 号: 11 ページ: 111601-111601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.111601

    • NAID

      120006864521

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Entanglement of purification in free scalar field theories2018

    • 著者名/発表者名
      Bhattacharyya Arpan、Takayanagi Tadashi、Umemoto Koji
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 4 ページ: 132-132

    • DOI

      10.1007/jhep04(2018)132

    • NAID

      120006551747

    • 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] Entanglement of purification for multipartite states and its holographic dual2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Umemoto, Yang Zhou
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1810 号: 10 ページ: 152-152

    • DOI

      10.1007/jhep10(2018)152

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Towards an entanglement measure for mixed states in CFTs based on relative entropy2018

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi Tadashi、Ugajin Tomonori、Umemoto Koji
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 10 ページ: 166-166

    • DOI

      10.1007/jhep10(2018)166

    • NAID

      120006551750

    • 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
  • [学会発表] Entanglement of Purification in Many Body Systems and Symmetry Breaking2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Umemoto
    • 学会等名
      Quantum Information and String Theory 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum and Classical Correlations from Holographic Optimized Correlation Measures2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Umemoto
    • 学会等名
      East Asia Joint Workshop on Fields and Strings 2019 and 12th Taiwan String Theory Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Holographic Entanglement of Purification2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Umemoto
    • 学会等名
      Strings 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Holographic Entanglement of Purification and its multipartite generalization2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Umemoto
    • 学会等名
      Strings and Fields 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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