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テンソルネットワーク変分法を用いた量子フラストレーション系の数値的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23540450
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関京都大学

研究代表者

原田 健自  京都大学, 情報学研究科, 助教 (80303882)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011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 / フラストレーション / 量子スピン系 / MERA / スケーリング解析 / ベイズ推定 / トポロジカル秩序 / 非局所ユニタリー変換 / Valence bond solid / SU(N) JQモデル / SO(N) BLBQモデル / 量子モンテカルロ法 / 負符号問題 / 対称性で保護されたトポロジカル秩序 / エンタングルメント繰り込み / 反強磁性ハイゼンベルグモデル / シャストリー・サザーランド格子 / 変分法 / プラケットダイマー相 / 磁化プラトー / コード開発フレームワーク / 反強磁性ハイゼンベルグ / 三角格子 / スパイラル / 非整合
研究概要

エンタングルメント繰込みに基づくMERAテンソルネットワークを三角格子上に構築し、有機絶縁体の有効モデルの一つである空間異方性のある三角格子上の反強磁性ハイゼンベルグモデルの基底状態を計算した。その結果、空間異方性の弱い領域では従来提案されていた量子スピン液体状態よりも波数が非整合なスパイラル磁気秩序相が安定であることを数値的に明らかにした。また、ベイズ推定に基づく臨界現象のスケーリング解析手法や、非局所ユニタリー変換に基づくトポロジカル秩序に起因する負符号問題の解消法の提案を行い、磁性相とValence Bond Solid相間の量子相転移現象の大規模な数値的研究を行った。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Symmetry-protected topological order and negative-sign problem for SO(N) bilinear-biquadratic chains2014

    • 著者名/発表者名
      Kouchi Okunishi and Kenji Harada
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 13 ページ: 134422-134422

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.134422

    • NAID

      120005666211

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelized Quantum Monte Carlo Algorithm with Nonlocal Worm Updates2014

    • 著者名/発表者名
      Akiko Masaki, Takafumi Suzuki, Kenji Harada, Synge Todo, Naoki Kawashima
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 112 号: 14 ページ: 140603-140603

    • DOI

      10.1103/physrevlett.112.140603

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Possibility of Deconfined Criticality in SU(N) Heisenberg Models at Small N2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada, Takafumi Suzuki, Tsuyoshi Okubo, Haruhiko Matsuo, Jie Lou, Hiroshi Watanabe, Synge Todo, Naoki Kawashima
    • 雑誌名

      Phys. Rev

      巻: B88 号: 22

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.220408

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多体問題におけるテンソルネットワーク法2012

    • 著者名/発表者名
      原田健自
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所(RIMS) 研究集会 「次世代計算科学の基盤技術とその展開」 RIMS 研究集会報告書

      巻: No.1848 ページ: 83-92

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/1848.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Numerical study of incommensurability of the spiral state on spin-1/2 spatially anisotropic triangular antiferromagnets using entanglement renormalization2012

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 号: 18 ページ: 184421-184421

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.184421

    • NAID

      120005666213

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bayesian inference in the scaling analysis of critical phenomena2011

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 84 号: 5 ページ: 56704-56704

    • DOI

      10.1103/physreve.84.056704

    • NAID

      120005666216

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensor Network Studies of Quantum Frustrated Magnets

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 雑誌名

      Proceedings of Strongly Correlated Electron Systems(SCES2013)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SU(N)ハイゼンベルクモデルで脱閉じ込め転移はあるのか?2013

    • 学会等名
      物性研スパコン共同利用・CMSI合同研究会(第4回CMSI研究会)
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2013-12-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Deconfined quantum criticality in SU(N) Heisenberg models : Finite size scaling analysis based on Bayesian inference2013

    • 学会等名
      Taipei Tensor Network Workshop 2013
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taipei (Taiwan)
    • 年月日
      2013-12-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Tensor network studies of quantum frustrated magnets2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      Statistical Physics of Quantum Matter
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Tensor network studies of quantum frustrated magnets2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      the International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 2次元 SU(N) J-Qモデルを用いた脱閉じ込め臨界現象の数値的研究2013

    • 著者名/発表者名
      原田健自
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島市、徳島県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Deconfined quantum criticality in SU(N) Heisenberg models: Finite size scaling analysis based on Bayesian inference2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      Taipei Tensor Network Workshop 2013
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SU(N)ハイゼンベルクモデルで脱閉じ込め転移はあるのか?2013

    • 著者名/発表者名
      原田健自
    • 学会等名
      物性研スパコン共同利用・CMSI 合同研究会(第4回 CMSI 研究会)
    • 発表場所
      柏市、千葉県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 脱閉じ込め臨界現象のユニバーサリティ2012

    • 学会等名
      第3回CMSI研究会~超並列計算が拓く新しい計算物質科学~
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      2012-12-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical study of quantum frustrated magnets using entanglement renormalization : spin-1/2 spatially anisotropic triangular antiferromagnets and Shastry-Sutherland model2012

    • 学会等名
      基研研究会「量子スピン系の物理」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2012-11-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical study of quantum frustrated magnets using entanglement renormalization2012

    • 学会等名
      International Workshop on Cooperative Quantum Dynamics and Its Control (CQDC'12)
    • 発表場所
      Jeulich super computer center, Jeulich (Germany)
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多体問題におけるテンソルネットワーク法2012

    • 学会等名
      RIMS 研究集会「次世代計算科学の基盤技術とその展開」
    • 発表場所
      京都大学数理解析学研究所
    • 年月日
      2012-10-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical study of incommensurability of the spiral state on spin-1/2 spatially anisotropic triangular antiferromagnets using entanglement renormalization2012

    • 学会等名
      Conference on Computational Physics (CCP2012) for Physics, Chemistry, Biology, Engineering and related academic fields and industrial applications
    • 発表場所
      Kobe (Japan)
    • 年月日
      2012-10-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Bayesian Inference in the Scaling Analysis of Critical Phenomena2012

    • 学会等名
      International Workshop on Recent Developments of Studies on Phase Transitions 2012
    • 発表場所
      University of Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2012-06-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンソルネットワーク変分法 : 空間異方的な三角格子上の反強磁性ハイゼンベルグモデル2012

    • 学会等名
      CMSI 第1部会& CREST 主催「強相関系に対する計算科学手法とその応用」に関する研究会
    • 発表場所
      東京大学(本郷キャンパス)
    • 年月日
      2012-01-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 空間異方性のある三角格子上の S=1/2 反強磁性ハイゼンベルグモデルの基底状態の磁気構造2012

    • 著者名/発表者名
      原田健自
    • 学会等名
      特定領域「フラストレート系」最終成果報告会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] エンタングルメント繰り込みを用いたフラストレーションのある量子スピン系の基底状態計算2012

    • 著者名/発表者名
      原田健自
    • 学会等名
      CMSI第1部会研究会「強相関系に対する計算科学手法とその応用」(招待講演)
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 三角格子上の格子モデルのためのエンタングルメント繰り込み2011

    • 学会等名
      基研研究会「量子多体系のエンタングルメントとくりこみ群」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic Structure of Ground States in Spatially Anisotropic Triangular Antiferromagnets2011

    • 学会等名
      the 26th Nishinomiya-Yukawa Memorial International Workshop "Novel Quantum States in Condensed Matter 2011 (NQS2011)"
    • 発表場所
      YITP, Kyoto University (Japan)
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Magnetic Structure of Ground States in Spatially Anisotropic Triangular Antiferromagnets2011

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      The 26th Nishinomiya-Yukawa Memorial International Workshop: Novel Quantum States in Condensed Matter 2011
    • 発表場所
      YITP, Kyoto University
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Bayesian Inference in the Scaling Analysis of Critical Phenomena

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      International Workshop on Recent Developments of Studies on Phase Transitions 2012
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Tensor network method for fermionic system

    • 著者名/発表者名
      原田 健自
    • 学会等名
      CMSI 第1部会「新物質新量子相の基礎科学」 夏の学校
    • 発表場所
      山形
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical study of incommensurability of the spiral state on spin-1/2 spatially anisotropic triangular antiferromagnets using entanglement renormalization

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics (CCP2012) for Physics, Chemistry, Biology, Engineering and related academic fields and industrial applications
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 多体問題におけるテンソルネットワーク法

    • 著者名/発表者名
      原田 健自
    • 学会等名
      京都大学 RIMS研究集会「次世代計算科学の基盤技術とその展開」
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical study of quantum frustrated magnets using entanglement renormalization

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      International Workshop on Cooperative Quantum Dynamics and Its Control (CQDC'12)
    • 発表場所
      Julich, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンソルネットワーク変分法の開発

    • 著者名/発表者名
      原田 健自
    • 学会等名
      物性研究所共同利用スーパーコンピュータ・計算物質科学研究センター(CCMS)・元素戦略プロジェクト 合同研究会「計算物性物理学の新展開」
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-fcs.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~harada/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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