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2017 年度 実績報告書

エンタングルメントを用いた非フェルミ液体の特徴づけ

研究課題

研究課題/領域番号 16J01135
研究機関東京大学

研究代表者

中川 裕也  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
キーワードエンタングルメント / 量子多体系 / 非フェルミ液体
研究実績の概要

本研究課題は、非フェルミ液体という強相関量子多体系についてエンタングルメントを用いてその性質の解明を試みるものである。今年度は、前年度に予備的な結果が得られた研究成果を論文としてまとめ、アメリカ物理学会のPhysical Review B誌に発表した。これは東京大学理学系研究科物理学専攻の古川俊輔助教との共同研究であり、エンタングルメント比熱(系の基底状態のエンタングルメント・スペクトルを用いて定義される仮想的な系の比熱)という量が実際の物理系の比熱と対応するという予想の下に、エンタングルメント比熱の温度依存性を検出する方法としてエンタングルメント・スペクトルの分布関数を用いることを提案したものである。具体的には、エンタングルメント比熱の温度依存性のべきに対応したエンタングルメント・スペクトルの分布関数を解析的に導出し、実際にその分布関数を用いることでエンタングルメント比熱の温度依存性が検出できることを示した。さらにこの結果を非フェルミ液体と考えられているν=1/2 量子ホール系に適用することで、この系のエンタングルメント比熱が非フェルミ液体的な非自明な温度依存性を持つことを示唆する結果を得た。 この結果は、研究課題である「エンタングルメントを用いた非フェルミ液体の特徴づけ」へ向けた重要な第一歩であり、今後はこの結果(分布関数)を用いて非フェルミ液体相を示すさまざまな模型を解析していくことが可能になる。
さらに、今年度はその他にも(非フェルミ液体にとらわれず)量子多体系のエンタングルメントに関する研究を行い、論文を発表している。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Construction of Hamiltonians by supervised learning of energy and entanglement spectra2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fujita, Yuya O. Nakagawa, Sho Sugiura, Masaki Oshikawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 ページ: 075114

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.075114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universality in volume-law entanglement of scrambled pure quantum states2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Yuya O.、Watanabe Masataka、Fujita Hiroyuki、Sugiura Sho
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03883-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical calculations on the relative entanglement entropy in critical spin chains2017

    • 著者名/発表者名
      Yuya O. Nakagawa, Tomonori Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      巻: 2017 ページ: 093104~093104

    • DOI

      10.1088/1742-5468/aa85c1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Capacity of entanglement and distribution of density matrix eigenvalues in gapless systems2017

    • 著者名/発表者名
      Yuya O. Nakagawa, Shunsuke Furukawa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 205108

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.205108

    • 査読あり
  • [学会発表] 一次元量子臨界系の励起状態間の相対エンタングルメントエントロピー2017

    • 著者名/発表者名
      中川裕也、宇賀神知紀
    • 学会等名
      日本物理学会第72回秋季大会
  • [学会発表] Universality in volume-law entanglement of pure quantum states2017

    • 著者名/発表者名
      Yuya O. Nakagawa
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2017 (NQS2017)
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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