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2021 年度 実施状況報告書

時空の量子情報と量子測定の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03838
研究機関東北大学

研究代表者

堀田 昌寛  東北大学, 理学研究科, 助教 (60261541)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードブラックホール / 量子情報 / 深層学習
研究実績の概要

ブラックホール時空に現れる地平面上の漸近的対称性が創発するミクロな量子的自由度の研究を行った。これまで漸近的対称性を見つけることは漸近計量テンソルのfall off条件を試行錯誤で置いて、結果が悪い場合には、また最初からやり直すという効率の悪い方法しか、知られていなかった。その条件の下で対称性の生成子の積分可能条件を確認しても、多くの場合は、積分できずに、振り出しに戻ることになっていた。今回の研究では、1つの背景計量から大域的座標変換によって生成される漸近計量テンソルの集合を考えて、それから自然なfall off条件を読みだす方法を採り入れた。またその集合において対称性の生成子の積分可能性を確かめる効率の良い手法を開発した。これまで多数回必要だった上手いfall off条件の発見に至るまでの試行錯誤を圧倒的に減らすことに成功をした。その結果super dilatationという新しい漸近的対称性がリンドラー地平面上に存在することを示した。これは地平面を通過する物体の量子情報を記憶するブラックホールの新しい自由度になる可能性があり、興味深い結果となっている。また深層学習プロトコルを伴った時空計量測定装置の研究を継続しており、まもなく第1論文を発表する予定になっている。これはブラックホール時空やリンドラー時空の漸近的対称性が生成するミクロな自由度などを直接測定できる測定の一般理論構築に繋がると期待をされる。そのことによって地平面上の自由度が、自由落下する観測者(測定機)と加速して地平面外部に留まる観測者(測定機)に対して全く異なる描像を与えることを確立することに繋がると期待をされる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

コロナ禍で、予定していたカナダのウォータルー大学への出張ができず、共同研究の進展に遅れが出ている。また3月にあった地震により研究室は非常に大きな被害を受けている。

今後の研究の推進方策

深層学習プロトコルを伴った時空の計量測定機の理論構築を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍で、海外出張費が使用できなかったため。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021

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

  • [雑誌論文] A Lie algebra based approach to asymptotic symmetries in general relativity2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Tomitsuka, Koji Yamaguchi, Masahiro Hotta
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 38 ページ: 225007

    • 査読あり
  • [学会発表] Asymptotic symmetries at horizons2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Hotta
    • 学会等名
      5th International Conference on Holography, String Theory and Discrete Approach
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantum Information Capsules and Generalized Partners in Condensed Matters and Quantum Fields2021

    • 著者名/発表者名
      堀田昌寛
    • 学会等名
      巨視的量子現象と量子重力
    • 招待講演
  • [学会発表] General partner formula in 1+1 dimensional moving mirror models2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Hotta
    • 学会等名
      LeCosPA 4th International Symposium Unity of Physics - From Plasma Wakefields to Black Holes
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 入門現代の量子力学2021

    • 著者名/発表者名
      堀田昌寛
    • 総ページ数
      279
    • 出版者
      講談社

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公開日: 2022-12-28  

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