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非平衡定常状態の典型的な状態を用いた解析手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K13466
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関早稲田大学 (2019-2022)
東京大学 (2018)

研究代表者

白井 達彦  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (20816730)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード量子開放系 / 非平衡定常状態 / 緩和ダイナミクス / 量子相転移 / 量子アニーリング / 量子相転移現象 / 輸送現象 / 固有状態熱化仮説 / 散逸エンジニアリング
研究成果の概要

散逸環境と接した開放量子系のマクロな性質について調査した.一つには開放量子系が十分長く時間が経った後に到達する非平衡定常状態の性質を,これまで孤立量子系の解析に用いられてきた固有状態熱化仮説を用いることによって明らかにした.また,開放量子系における緩和ダイナミクスについて,緩和時間を決定する理論や過渡過程を記述するための理論を構築し,その一般的な性質を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子シミュレーション技術の進展に伴い,散逸を制御することで新奇な現象を実現することが可能となっている.また,量子コンピュータで効率よく計算するためには,計算過程で生じるエラーを抑制するための技術が必要不可欠である.本研究成果は,散逸を受けた量子多体系の一般的な性質を明らかにしたものであり,そうした技術を構築する上で基礎的な知見として重要である.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Symmetrized Liouvillian Gap in Markovian Open Quantum Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Mori, Tatsuhiko Shirai
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Tensor network approach to thermalization in open quantum many-body systems2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hayate、Shirai Tatsuhiko、Mori Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 103 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreve.103.l040102

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Exact bounds for dynamical critical exponents of transverse-field Ising chains with a correlated disorder2021

    • 著者名/発表者名
      Shirai Tatsuhiko, Tanaka Shu
    • 雑誌名

      Annals of Physics

      巻: 435 ページ: 168483-168483

    • DOI

      10.1016/j.aop.2021.168483

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resolving a Discrepancy between Liouvillian Gap and Relaxation Time in Boundary-Dissipated Quantum Many-Body Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Mori Takashi、Shirai Tatsuhiko
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 125 号: 23 ページ: 230604-230604

    • DOI

      10.1103/physrevlett.125.230604

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermalization in open many-body systems based on eigenstate thermalization hypothesis2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 101 号: 4 ページ: 042116-042116

    • DOI

      10.1103/physreve.101.042116

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 量子開放系での演算子拡散による緩和率加速2023

    • 著者名/発表者名
      白井達彦
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 周期外場駆動量子開放系の定常状態に関する理論研究2022

    • 著者名/発表者名
      白井達彦
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum annealing in transverse-field Ising chains with a correlated disorder2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Shirai and Shu Tanaka
    • 学会等名
      AQC2021 - Adiabatic Quantum Computing Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 相関のあるランダムネスをもつ横磁場イジング鎖の動的臨界指数の解析2021

    • 著者名/発表者名
      白井達彦,田中宗
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum annealing in a disordered Ising chain with tuned inhomogeneous transverse field2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Shirai, Shu Tanaka
    • 学会等名
      Localisatin2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非平衡環境と弱く接した量子多体系の定常状態の性質2020

    • 著者名/発表者名
      白井達彦、森貴司
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermalization in open many-body systems based on eigenstate thermalization hypothesis2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori
    • 学会等名
      FSP2019: Frontiers of Statistical Physics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固有状態熱化仮説の非平衡定常状態への応用2018

    • 著者名/発表者名
      白井達彦、森貴司
    • 学会等名
      2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Emergence of the Gibbs state in weakly dissipative quantum systems based on the eigenstate thermalization hypothesis2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori
    • 学会等名
      International Symposium on Frontiers of Quantum Transport in Nano Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非平衡環境と接したマクロ量子系への固有状態熱化仮説の応用2018

    • 著者名/発表者名
      白井達彦、森貴司
    • 学会等名
      非平衡系の物理学-階層性と普遍性-
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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