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新しい量子情報量とホログラフィー原理

研究課題

研究課題/領域番号 19K23441
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0203:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

玉岡 幸太郎  京都大学, 基礎物理学研究所, 特定研究員 (30848354)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード超弦理論 / 量子情報 / ホログラフィー / AdS/CFT対応 / 量子エンタングルメント
研究開始時の研究の概要

本研究では、近年発見されたオッド・エントロピーと呼ばれる量子情報量の(一般的な量子多体系における)物理的意義の理解を目指す。特に、一般の系で成立する普遍的な性質と、系のダイナミクスに依存する性質の差を明らかにする。具体的な対象としては、スピン系(格子模型)や共形場理論などを取り扱う。これらの系での解析を通じて、量子重力理論とホログラフィックに等価な量子多体系の特殊性を定量化することがゴールである。

研究成果の概要

本研究の目的は、申請者が近年発見したオッド・エントロピーと呼ばれる量子情報量の物理的意義を明らかにすることであった。結果として、オッド・エントロピーが満たす基本的な関係式などの基礎的性質、および種々の物理現象(例えば、熱化、相転移現象、デコヒーレンス過程など)への応用可能性が明らかになった。それだけではなく、擬エントロピーと呼ばれる新しい量子情報量を発見し、同様な研究を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

オッド・エントロピーは、申請者が超弦理論の文脈から新たに見つけた量子情報量である。本研究は、このオッド・エントロピーがさまざまな物理現象(熱化、相転移現象、デコヒーレンス過程など)の理解へ役立つことを明らかにした。今後も、超弦理論の文脈から見つかった量子情報量たちが、さまざまな物理の基礎研究において応用されることが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 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 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] マックス・プランク物理学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] マックス・プランク物理学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New holographic generalization of entanglement entropy2021

    • 著者名/発表者名
      Nakata Yoshifumi、Takayanagi Tadashi、Taki Yusuke、Tamaoka Kotaro、Wei Zixia
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 号: 2 ページ: 026005-026005

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.026005

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pseudo-Entropy in Free Quantum Field Theories2021

    • 著者名/発表者名
      Mollabashi Ali、Shiba Noburo、Takayanagi Tadashi、Tamaoka Kotaro、Wei Zixia
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 126 号: 8 ページ: 081601-081601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.126.081601

    • 関連する報告書
      2020 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] Dynamics of entanglement wedge cross section from conformal field theories2021

    • 著者名/発表者名
      Kusuki Yuya、Tamaoka Kotaro
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 814 ページ: 136105-136105

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136105

    • 関連する報告書
      2020 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] 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 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 混合状態に対する量子情報量とホログラフィー原理2020

    • 著者名/発表者名
      玉岡 幸太郎、梅本 滉嗣
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 75 号: 6 ページ: 335-339

    • DOI

      10.11316/butsuri.75.6_335

    • NAID

      130007925852

    • ISSN
      0029-0181, 2423-8872
    • 年月日
      2020-06-05
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A field theory study of entanglement wedge cross section: odd entropy2020

    • 著者名/発表者名
      Mollabashi Ali、Tamaoka Kotaro
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 8 ページ: 078-078

    • DOI

      10.1007/jhep08(2020)078

    • 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] Entanglement wedge cross section from CFT: dynamics of local operator quench2020

    • 著者名/発表者名
      Kusuki Yuya、Tamaoka Kotaro
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 2 ページ: 017-017

    • DOI

      10.1007/jhep02(2020)017

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gravity edges modes and Hayward term2020

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi Tadashi、Tamaoka Kotaro
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 2 ページ: 167-167

    • DOI

      10.1007/jhep02(2020)167

    • NAID

      120006864518

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Pseudo Entropy in Quantum Many-Body Systems and Holography2021

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Tamaoka
    • 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] 混合状態の量子もつれを測る新たな量子情報量の導入2020

    • 著者名/発表者名
      玉岡 幸太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会 素粒子論領域 日本物理学会若手奨励賞受賞記念講演(招待講演)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aspects of Odd Entropy and Holography2020

    • 著者名/発表者名
      玉岡 幸太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会 素粒子論領域
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 混合状態の量子もつれを測る新たな量子情報量の導入2020

    • 著者名/発表者名
      玉岡 幸太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)素粒子論領域 日本物理学会若手奨励賞受賞記念講演
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エントロピーと重力エッジモードの関係について2020

    • 著者名/発表者名
      玉岡 幸太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Odd Entropy and Holography2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Tamaoka
    • 学会等名
      Simons Collaboration on It from Qubit Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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