混合状態トポロジカル相の理論的探求

• 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
• 研究課題/領域番号: 24H00946
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 押川 正毅 東京大学, 物性研究所, 教授 (50262043)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2025年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 混合状態 / トポロジカル相 / 開放量子系 / エンタングルメント / 共形場理論 / 密度行列 / デコヒーレンス / 観測

研究開始時の研究の概要

系の状態を「状態ベクトル」（波動関数）で表現する量子力学は多大な成功を収めている。また、多数の粒子からなる多体系についても量子力学をもとに理解が進み、トポロジカル相を含む多彩な量子相が見出されている。しかし、現実の系では外部環境との相互作用が重要である。量子系の観測も、外部環境との相互作用の一種とも言える。外部環境との相互作用を考慮すると、系の状態はその系の状態ベクトルだけでは表現できず、密度行列を考える必要がある。このような状態を混合状態と呼ぶ。本研究では、混合状態におけるトポロジカル相の解明を進め、量子情報理論との関連も探求する。