| 研究課題/領域番号 |
16H02211
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
沙川 貴大 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60610805)
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| 研究分担者 |
齊藤 圭司 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90312983)
田崎 晴明 学習院大学, 理学部, 教授 (50207015)
藤井 啓祐 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40708640)
伊與田 英輝 東海大学, 理学部, 講師 (50725851)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 孤立量子多体系 / 熱力学第二法則 / リソース理論 / 量子情報 / 情報スクランブリング |
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| 研究実績の概要 |
沙川と伊與田は、孤立量子系におけるゆらぎの定理の研究を行った。とくに熱浴がエネルギー固有状態の場合であっても、長時間領域においてゆらぎの定理が成り立つことを、固有状態熱化仮説に基づいて示した。さらに系統的な数値計算によって、短時間と長時間の両方の領域において理論を検証した。
また、沙川は熱力学リソース理論の研究を行った。とくに、触媒と呼ばれる補助系を導入し、それと対象系の微小な相関を許すことで、状態変換可能性が通常の非平衡自由エネルギーだけで完全に特徴づけられることを証明した。さらに、熱力学リソース理論を中心とした、古典および量子熱力学の教科書を執筆した。
齊藤は、長距離相互作用のある量子孤立系において、情報伝搬や熱流ゆらぎなどの特徴について研究した。情報伝搬に関しては、リープ・ロビンソン情報伝達限界に焦点をあて、相互作用のベキと有限な情報伝達速度の存在の関係を明らかにした。まずは取り扱いが容易な、非線形効果を持つ可解の古典ダイナミクスについて考察し、厳密に熱流ゆらぎと相互作用のベキについて議論した。
田崎は、熱力学的挙動の基盤となる大自由度系の基礎的な性質について広い範囲から研究した。特に、平坦バンドを持つ新しい格子ボース系の可解模型を発見し、この系の基底状態がモット絶縁体に類似したボースアインシュタイン凝縮を示すことを見出した。また、量子系での類似の考察の応用として、2次元のある種のアクティブマター系で対称性の自発的破れがないことを証明した。
藤井は、定数深さ量子回路の古典シミュレーションが可能であることを利用し、パラメータの最適化を古典計算機上で実行し、その結果に基づいて非自明な量子状態を量子コンピュータを用いて生成する方法を構築した。また、量子コンピュータから生成される状態を用いて、量子機械学習を実行し相分類を行うクラスタリングアルゴリズムを構築した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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