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共形場理論における相対エントロピーとその様々な分野への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K14716
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関立教大学 (2023)
京都大学 (2020-2022)
沖縄科学技術大学院大学 (2019)

研究代表者

宇賀神 知紀  立教大学, 理学部, 准教授 (00837239)

研究期間 (年度) 2020-03-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードブラックホール / 量子情報理論 / ホログラフィー原理
研究開始時の研究の概要

共計場理論における相対エントロピーの計算手法の開発を行い、この結果をAdS/CFT対応、物性論、非平衡物理等に応用する。

研究実績の概要

今年度は、Balasubramanian(ペンシルバニア大)、野村(カリフォルニア大)と共同で、ドシッター空間をAdSブラックホールと(場の量子論の自由度を用いて)量子相関させた場合に実現する時空を2次元ディラトン重力の場合に構成し、その性質を議論した。特にドシッター空間のエントロピーがAdSブラックホールのエントロピーよりも小さい場合でないと、両者がつながった時空ができないことの、量子情報理論的な意味について議論した。また宮田(中国KITS)、中山(京大)と共同でブラックホール内部をホーキング放射から復元する際に重要と考えられているPetzの再構成写像をSYK模型およびランダムユニタリー模型において解析した。特に非常にカオス的な量子多体系においては、Petzの再構成写像が簡単になること、そしてこの極限において、操作論的な意味の明らかなYoshida Kitaevのデコーディングプロトコルに帰着されることを証明した。また二つの量子相関するブレーンワールドがワームホールを介してつながる現象をMyers(ペリメター研究所) Ruan(基研)と解析した。これは以前にBalasubramanianらと共同で研究した2次元重力における同様の現象を、ダブルホログラフィーと呼ばれる双対性を用いて、3次元古典重力の問題として解析したことに相当する。さらにこのセットアップを用いることで、Petzの再構成写像と等価なYoshida Kitaev のデコーディングプロトコルがブレーンワールド上で自然に構成できることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度から続けていた研究プロジェクトを全て論文として発表した。さらにブレーンワールドを用いたブラックホールの量子情報理論的性質に関するいくつかの研究が新たに始めることができた。

今後の研究の推進方策

今後もブラックホール内部、及び閉じた宇宙の量子情報理論的性質のホログラフィー原理を用いた研究を継続して行う。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] De Sitter space is sometimes not empty2024

    • 著者名/発表者名
      Vijay Balasubramanian, Yasunori Nomura & Tomonori Ugajin
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 135 号: 2 ページ: 1-46

    • DOI

      10.1007/jhep02(2024)135

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Petz (lite) recovery map for the scrambling channel2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Nakayama, Akihiro Miyata, Tomonori Ugajin
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 12 号: 12 ページ: 1-40

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad147

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaporation of black holes in flat space entangled with an auxiliary uni-verse2021

    • 著者名/発表者名
      A. Miyata and T. Ugajin
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 013B13 号: 1 ページ: 023-023

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab163

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spectrum of end of the world branes in holographic BCFTs2021

    • 著者名/発表者名
      Miyaji Masamichi、Takayanagi Tadashi、Ugajin Tomonori
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 号: 6 ページ: 023-023

    • DOI

      10.1007/jhep06(2021)023

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Product of random states and spatial (half-)wormholes2021

    • 著者名/発表者名
      K. Goto, Y. Kusuki, K. Tamaoka and T. Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 10 号: 10 ページ: 5-5

    • DOI

      10.1007/jhep10(2021)205

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Geometric secret sharing in a model of Hawking radiation2021

    • 著者名/発表者名
      Vijay Balasubramanian, Arjun Kar, Onkar Parrikar, Gabor S&arosi, Tomonori Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 177(2021) 号: 1

    • DOI

      10.1007/jhep01(2021)177

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Entanglement between two disjoint universes2021

    • 著者名/発表者名
      Vijay Balasubramanian, Arjun Kar, Tomonori Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 136 号: 2

    • DOI

      10.1007/jhep02(2021)136

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Islands in de Sitter space2021

    • 著者名/発表者名
      Vijay Balasubramanian, Arjun Kar, Tomonori Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 072 号: 2

    • DOI

      10.1007/jhep02(2021)072

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Wormholes and holographic decoherence2021

    • 著者名/発表者名
      Anegawa Takanori、Iizuka Norihiro、Tamaoka Kotaro、Ugajin Tomonori
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 03 号: 3 ページ: 214-214

    • DOI

      10.1007/jhep03(2021)214

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spin structures and baby universes2020

    • 著者名/発表者名
      Vijay Balasubramanian, Arjun Kar, Simon F. Ross, Tomonori Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 192 号: 9

    • DOI

      10.1007/jhep09(2020)192

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ブラックホールの情報喪失問題とアイランド公式2023

    • 著者名/発表者名
      宇賀神 知紀
    • 学会等名
      ICEPP シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブラックホールの情報喪失問題とアイランド公式2023

    • 著者名/発表者名
      宇賀神 知紀
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会 招待講演
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブラックホールの情報喪失問題とアイランド公式2022

    • 著者名/発表者名
      宇賀神 知紀
    • 学会等名
      日本大学 素粒子論セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Entanglement between two disjoint universes2021

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ugajin
    • 学会等名
      Recent developments in theoretical physics based on quantum information theory
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Entanglement between two disjoint universes2020

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ugajin
    • 学会等名
      KEK-TH
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Entanglement between two disjoint universes2020

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ugajin
    • 学会等名
      String and FIelds
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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