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2022 年度 研究成果報告書

テンソルネットワーク法の改良と古典・量子スピン系への応用

研究課題

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研究課題/領域番号 19H01809
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関東京大学

研究代表者

川島 直輝  東京大学, 物性研究所, 教授 (30242093)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード統計力学 / 計算物理学 / 量子スピン系 / テンソルネットワーク
研究成果の概要

スピン系などの量子多体問題に対して,テンソルネットワークによる新しい表現を見出し,それに基づいて,新しい数値手法を開発した.これを応用して,いくつかの代表的な問題の物性解明を行った.たとえば,トポロジカル量子状態研究において標準的である2次元キタエフモデルに対して我々が発見したテンソルネットワーク表現は,2次元古典統計力学で代表的であるループガスモデルと数学的に等価であることが分かった.さらにこれを応用した新しい計算手法を用いてキタエフモデルから派生した問題についても相図を求めた.とくに,α-RuCl3などの化合物に対応したモデルにおいて,カイラススピン液体など多くの量子相を発見した.

自由記述の分野

数物系科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

スピン系は,その単純さにも関わらず,臨界現象やトポロジカル量子相など,多くの多体物理現象を示すため,現象の本質を理解する上で重要である.このため,スピン系の特徴を調べるための多くの数値計算手法がこれまでに考案されてきたが,扱える系の大きさや精度の点で不満足な点が多かった.これを克服するために本研究課題において我々はテンソルネットワーク表現に基づく量子統計力学研究のための新しい数値計算手法を開発し,いくつかの典型的な問題にたいして適用して成果を挙げた.とくに,テンソルネットワーク法の一般の情報処理への展開についても新しい展望が開けたことは社会的な展開にもつながる成果である.

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公開日: 2024-01-30  

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