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2019 年度 実施状況報告書

量子スピン系における基底状態にスペクトルギャップを持つハミルトニアンの分類

研究課題

研究課題/領域番号 19K03534
研究機関東京大学

研究代表者

緒方 芳子  東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (80507955)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードSPT相
研究実績の概要

SPT 相という物理相の分類問題が近年注目されている.これは、何らかの決められた対称性を持ち、ハミルトニアンのスペクトルにギャップを持つような系の分類問題である.分類は次のような基準による.二つのハミルトニアンは,それらがスペクトルギャップと対称性を保ったまま滑らかに移りあえる時にそれらは同値であるとする.
今年度は1次元量子スピンのSPT(symmetry protected topological)相の分類について研究を行った.on-site, あるいはreflection symmetry についてのSPT相のindexを定義し、これが上記の分類についての不変量であることを一般の設定で数学的に厳密に示した.後者は冨田竹崎理論による言い換えもできる.これら与えた不変量が完全不変量であるかは未解決であるが,関連した状態の分類について(基底状態がエンタングルメントが小さいという条件と対称性を保つという条件を保った自己同型変換で移り合うという分類),これらは不変量であることを示した.上のような分類を考える際に重要な手段としてautomorphc equivalenceというものがあるが,この無限版を示した.また.我々の分類は,無限系の分類であるので,有限版のautomorphic equivalenceでは概念的に不十分であった.フェルミ系での同様の問題を解決した.不変量は物理の文献で予想されたものと一致していて,Z_2indexとfirst cohomology, second cohomologyにより与えられる.解析には統計力学と作用素環のいずれものテクニックを用いた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

一次元量子スピン系およびフェルミオン系のSPT相についてかなりわかってきたと考えている.

今後の研究の推進方策

今後はまず現在執筆中のフェルミオン系についての論文を完成する.
次に高次元量子スピン系におけるSPT相の分類を行う.
さらに長距離エンタングルメントについての数学解析を行う.

次年度使用額が生じた理由

共同研究のための訪問が不可能になった。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Automorphic equivalence within gapped phases in the bulk2020

    • 著者名/発表者名
      Moon Alvin、Ogata Yoshiko
    • 雑誌名

      Journal of Functional Analysis

      巻: 278 ページ: 108422~108422

    • DOI

      10.1016/j.jfa.2019.108422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Z_2-Index of Symmetry Protected Topological Phases with Time Reversal Symmetry for Quantum Spin Chains2019

    • 著者名/発表者名
      Ogata Yoshiko
    • 雑誌名

      Communications in Mathematical Physics

      巻: 374 ページ: 705~734

    • DOI

      10.1007/s00220-019-03521-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] LiebSchultzMattis Type Theorems for Quantum Spin Chains Without Continuous Symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Ogata Yoshiko、Tasaki Hal
    • 雑誌名

      Communications in Mathematical Physics

      巻: 372 ページ: 951~962

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00220-019-03343-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perturbation Theory of KMS States2019

    • 著者名/発表者名
      Ejima S.、Ogata Y.
    • 雑誌名

      Annales Henri Poincare

      巻: 20 ページ: 2971~2986

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00023-019-00824-0

    • 査読あり
  • [学会発表] Automorphic equivalence within gapped phases in the bulk2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Ogata
    • 学会等名
      East Asian Core Doctoral Forum on Mathematics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification of symmetry protected topological phases in quantum spin chain2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Ogata
    • 学会等名
      NCGOA Spring Institute
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification of SPT phases in quantum spin chains2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Ogata
    • 学会等名
      Oberwolfach Workshop ID 1937 Many-Body Quantum Systems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A classification of pure states on quantum spin chains satisfying the split property with on-site finite group symmetries2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Ogata
    • 学会等名
      Oberwolfach Workshop ID 1944 Subfactors and Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification of symmetry protected topological phases in quantum spin chains2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Ogata
    • 学会等名
      Thematic program Quantum Information. Madrid 2
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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