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2019 年度 実績報告書

テンソルネットワークを用いた非平衡定常系の数値的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05576
研究機関京都大学

研究代表者

原田 健自  京都大学, 情報学研究科, 助教 (80303882)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード有向浸透現象 / テンソル繰り込み群 / 斜交射影 / テンソルネットワーク / レニーエントロピー / 非平衡臨界現象
研究実績の概要

非平衡系に対するテンソルネットワークを用いた数値的アプローチより、普遍的な非平衡臨界現象でのレニーエントロピーや臨界テンソルなどについて、いくつかの新しい知見を得ることができた。本研究計画では、非平衡系として有向浸透現象を取り上げた。
有向浸透現象の無限系の長時間極限での振る舞いは吸収状態に落ち着くパラメータ領域(非活性相)とそれ以外のパラメータ領域(活性相)に分かれる。この境目の臨界点の性質は、吸収状態をもつ多くの確率過程モデルで普遍的であると考えられており、多くの研究が行われてきた。しかし、行列積状態法だけでなく最終年度に取り組んだ斜交射影演算子を用いたテンソル繰り込み群法でも、レニーエントロピーで見ると、活性相はさらに2つの領域に分かれることを確認した。このレニーエントロピーに現れる新しい領域は吸収状態の存在がその存在原因になっており、吸収状態をもつ有向浸透現象一般に存在することが予想される。
そこで、(1+1)次元でも成功を収めた斜交射影を用いたテンソル繰り込み群法の高次元系での活用を試みた。その結果、2次元有向浸透現象を表す(2+1)次元テンソルネットワークの場合、(1+1)次元と違い、斜交射影演算の精度がかなり悪化することが原因で安定した計算が困難であることがわかった。この原因として、(2+1)次元テンソルネットワークに内在するエンタングルメント構造の影響が考えられるが、その詳細を明らかにするためには更なる研究が必要であることを示した。
一方で(1+1)次元テンソルネットワーク中の臨界テンソルについても、テンソル繰り込み群法を主に用いることで、数値的にその性質について研究を進めた。その結果、臨界テンソルのある種の固有値の分布における新たな不変性の存在を確認した。この結果の解釈が今後の研究の課題として残っている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Entropy Governed by the Absorbing State of Directed Percolation2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada and Naoki Kawashima
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 ページ: 090601

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.123.090601

    • 査読あり
  • [学会発表] Tensor network technique for stochastic process2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      Computational Approaches to Quantum Many-body Problems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Informational aspect of directed percolation problem2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      Computational Approaches to Quantum Many-body Problems
    • 国際学会
  • [学会発表] 斜交射影を用いたテンソル繰り込み群によるセルオートマトンシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      鉈落佳奈
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] 強く非等方的な臨界点における不変性2019

    • 著者名/発表者名
      原田健自
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [学会発表] New numerical approaches for directed percolation2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Harada
    • 学会等名
      Tensor Network States: Algorithms and Applications (TNSAA) 2019-2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      https://www-np.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~harada/study.html

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公開日: 2021-01-27  

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