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高次特異値分解によるテンソルネットワーク状態の最適化―量子系への応用―

研究課題

研究課題/領域番号 25800221
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2013-2014, 2016-2017)
明治大学 (2015)

研究代表者

上田 宏  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 研究員 (40632758)

研究協力者 西野 友年  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00241563)
奥西 巧一  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30332646)
丸山 勲  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (20422339)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード密度行列繰り込み群 / テンソルネットワーク / 量子スピン系 / 古典スピン系 / 量子相転移 / スケーリング解析 / 高次特異値分解 / 量子古典対応 / 計算物理 / 厳密対角化 / 角転送行列繰り込み群 / フラストレート系 / 行列積状態 / 並列計算 / エンタングルメント / 射影表現 / テンソルネットワーク状態 / テンソル繰り込み群 / 横磁場イジング模型
研究成果の概要

本研究では1次元量子/2次元古典多体系の解析に効果的である行列積状態の高次元系への拡張として議論されるテンソルネットワークを利用した手法の高度化を通じて、「高次特異値分解を利用したテンソル繰り込み群に現れるエンタングルメントスペクトル構造の解析」、「1次元フラストレート量子スピン系並びに高い対称性を持つSU(n)[n=3,4]スピン系における対称性に守られたトポロジカル相の同定」、「飽和磁場近傍に特化した実空間・スピン空間の対称性を考慮した厳密対角化法の開発」、そして「角転送行列繰り込み群を利用したエンタングルメントスケーリング解析の拡張」に成功した。

報告書

(6件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 7件、 招待講演 7件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Slovak Academy of Sciences(スロバキア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Exact diagonalization and cluster mean-field study of triangular-lattice XXZ antiferromagnets near saturation2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamamoto, Hiroshi Ueda, Ippei Danshita, Giacomo Marmorini, Tsutomu Momoi, and Tokuro Shimokawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 1 ページ: 014431-014431

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.014431

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Critical behavior of the two-dimensional icosahedron model2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda Hiroshi、Okunishi Kouichi、Krcmar Roman、Gendiar Andrej、Yunoki Seiji、Nishino Tomotoshi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 96 号: 6 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physreve.96.062112

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Symmetry-protected topological phases and transition in a frustrated spin-1/2 XXZ chain2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda, Shigeki Onoda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 21 ページ: 2144251-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.214425

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Z3 symmetry-protected topological phases in the SU(3) AKLT model2014

    • 著者名/発表者名
      T. Morimoto, H. Ueda, T. Momoi, and A. Furusaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 90 号: 23 ページ: 235111-235111

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.235111

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Doubling of Entanglement Spectrum in Tenor Renormalization Group2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda, Kouichi okunishi, Tomotoshi Nishino
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 89 号: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.075116

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Tensor network algorithms and finite entanglement scaling around the criticality2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      International Workshop on Massively Parallel Programming for Quantum Chemistry and Physics 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2軌道SU(4)フェルミ原子系に現れる対称性に守られたトポロジカル相2017

    • 著者名/発表者名
      上田 宏, 森本 高裕, 桃井 勉
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三角格子反強磁性体における希薄マグノンのBose凝縮と磁気秩序2017

    • 著者名/発表者名
      山本 大輔, 上田 宏, 段下一平, Giacomo Marmorini, 桃井 勉, 下川統久朗
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase diagram and critical property in two-dimensional regular polyhedral model2017

    • 著者名/発表者名
      上田 宏
    • 学会等名
      研究集会「テンソルネットワーク(TN)スキームとテンソル計算ソフトウェアの周辺」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 離散化された古典ハイゼンベルグ模型に現れる相転移2017

    • 著者名/発表者名
      上田宏, 奥西巧一, Roman Krcmar, Andrej Gendiar, 柚木清司, 西野友年
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Classical analogue of finite entanglement scaling around the criticality2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 異方的多面体模型に現れる相転移2017

    • 著者名/発表者名
      上田 宏
    • 学会等名
      CBSM2サブ課題D「量子力学と情報」研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Real-space parallelization for infinite-size density matrix renormalization group2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      Fourth Workshop on Tensor Network States: Algorithms and Applications
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Wavefunction predictions based on tensor network algorithms in quantum spin systems2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      6th Joint Laboratory for Extreme Scale Computing Workshop
    • 発表場所
      計算科学研究機構(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実空間並列無限系密度行列繰り込み群の大規模並列化2016

    • 著者名/発表者名
      上田宏
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Real-space parallel infinite-size density matrix renormalization group2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      International Workshop on Tensor Networks and Quantum Many-Body Problems (TNQMP2016)
    • 発表場所
      物性研究所(千葉県柏市)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無限系密度行列繰り込み群の実空間並列化2016

    • 著者名/発表者名
      上田宏
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次特異値分解を用いたテンソル繰り込みとテンソルネットワーク繰り込み2015

    • 著者名/発表者名
      上田宏
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 1次元ランダム系に対するDMRGと実空間並列DMRGの共通点2015

    • 著者名/発表者名
      上田宏
    • 学会等名
      密度行列繰り込み群法における最近の展開
    • 発表場所
      理化学研究所計算科学研究機構(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Symmetry-protected topological phases/transition in spin-1/2 zigzag chains and the relevance to Rb2Cu2Mo3O122015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda and Shigeki Onoda
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Matrix product state in symmetry protected topological phases2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      10sor network workshop --- Field 2 x 5 joint workshop on new algorithms for quantum manybody problems ---
    • 発表場所
      柏の葉フューチャーセンター (千葉県・柏市)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 部分空間反復法へのテンソル積状態の適用2015

    • 著者名/発表者名
      上田 宏
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] iDMRGによる対称性に守られたトポロジカル相の解析―フラストレート交替鎖への適用―2014

    • 著者名/発表者名
      上田 宏
    • 学会等名
      基研研究会「量子多体系研究の新しい潮流」
    • 発表場所
      基礎物理学研究所(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン1/2フラストレート交替鎖に現れる対称性に守られたトポロジカル相2014

    • 著者名/発表者名
      上田 宏, 小野田 繁樹
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Symmetry-protected topological phases in frustrated spin-1/2 zigzag chain2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda and Shigeki Onoda
    • 学会等名
      The International Conference on Highly Frustrated Magnetism 2014
    • 発表場所
      University of Cambridge, Cambridg, UK)
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Doubling entanglement spectrum of tensor renormalization group

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      CMSI International Symposium 2013 ∞ Extending the power of computational materials sciences with K-computer ∞
    • 発表場所
      Hongo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fixed-point tensors in tensor renormalization group with higher order singular value decomposition

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      CMSI Kobe International Workshop 2013: Recent Progress in Tensor Network Algorithms
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Entanglement property in the fixed point of HOTRG for spin systems

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda
    • 学会等名
      Taipei Tensor Network Workshop 2013
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Guiding Principle of Tensor Renormalization Group with Tensor Decomposition Method

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda, Kouichi Okunishi, and Tomotoshi Nishino
    • 学会等名
      25th IUPAP International Conference on Statistical Physics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次特異値分解を利用したテンソル繰込み群によるエンタングルメントスケーリング

    • 著者名/発表者名
      上田宏
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学, 平塚
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] researchmap における研究者HP

    • URL

      http://researchmap.jp/hiroshi_ueda

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] researchmap における 研究者HP

    • URL

      http://researchmap.jp/hiroshi_ueda

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 2次元一様格子上の S=1/2 XXZ 模型に対する厳密対角化:飽和磁化近傍用 波数分解版

    • URL

      http://researchmap.jp/mu4lh8z0u-1771741/#_1771741

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 上田宏のホームページ

    • URL

      http://researchmap.jp/hiroshi_ueda/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 数値計算プログラムの公開ページ

    • URL

      https://researchmap.jp/hiroshi_ueda/%E8%B3%87%E6%96%99%E5%85%AC%E9%96%8B/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2022-02-16  

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