| 研究領域 | 極限宇宙の物理法則を創る－量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05265
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
玉岡 幸太郎 日本大学, 文理学部, 助教 (30848354)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 量子情報 / ホログラフィー原理 / AdS/CFT対応 / 量子エンタングルメント / 超弦理論 / ホログラフィー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、「ブラックホール (空間の極限) の微視的起源」を量子情報の観点から明らかにすることを目標とする。この目的のために、ホログラフィー原理や量子情報理論に基づいて、ブラックホールの内に潜むワームホールの性質を明らかにする。また、ブラックホールやワームホールを量子操作を用いて制御する方法を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
量子操作として、正弦二乗変形やその一般化などを組み合わせた量子クエンチを考えた。
重力双対を持つ場の理論 (Holographic CFT) に対してこれらのクエンチを考えることで、文字通りワームホールやブレーンの形を変形させることを考えた。また、比較のために同様のクエンチを通常の量子スピン系に対しても行なった。結果として、従来のAdS/CFT対応では見られない興味深い現象が多く現れることが分かった。
通常の holographic CFT において、系の局所的な励起の時間発展を考えると、量子情報量の時間発展は自由場などが従う準粒子描像から逸脱する。しかしながら、上述の量子操作で生成した局所的な励起状態は、通常の(2次元) holographic CFT のHamiltonian による時間発展に対して準粒子描像に従うことが分かった。また、2次元 holographic CFT は通常２体量子相関の寄与が支配的だと期待されているが、上述の量子操作の後では、ワームホール時空がある種の3体量子相関を持つことが明らかになった。これらの操作の一般化を用いることで、ワームホール時空を”分解”することができることも示唆している。さらに、ブレーンを含む時空 (境界状態) に対して同種の変形を考えることで、笠-高柳公式などで導入される時空の cutoff surface をどのように取るべきか、などに関しても新しい知見を得ることができた。これらの量子操作は、高いエネルギーの励起状態や直積状態から2次元CFTの真空状態(の部分系) を構成するためにも用いることができることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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