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2021 年度 実施状況報告書

共形場理論における相対エントロピーとその様々な分野への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K14716
研究機関京都大学

研究代表者

宇賀神 知紀  京都大学, 白眉センター, 特定助教 (00837239)

研究期間 (年度) 2020-03-01 – 2025-03-31
キーワードブラックホール / 量子情報理論
研究実績の概要

量子エンタングルメントとブラックホール内部の関係性について研究した。特にブラックホールのアイランド公式は、ブラックホールの微視的な状態と、ホーキング放射の間の量子相関が、ブラックホール内部の時空構造を決定してしまうことを示唆する。その応用として、我々の最近の論文 では、二つの全く繋がりのないブラックホール A,B を用意し、それらの間の量子相関を大きくしていった場合に、(独立だった)A,B の内部がアインシュタインローゼン橋でつながることを、アイランド公式の観点から示した。このことは量子相関という情報理論的な概念が、アインシュタインローゼン橋という時空の幾何学的な構造と、一般相対論のダイナミクスを通じて直接対応していることを示している(ER = EPR対応)

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

相対エントロピーとはやや独立なアプローチではあるが、アイランド公式を拡張することによって量子情報とブラックホールの内部の時空構造のについての理解を深めることができた。

今後の研究の推進方策

特に相対エントロピーの定義の中に現れる、モジュラーハミルトニアンと呼ばれる演算子を用いたフロー、いわゆるモジュラーフローをホーキング放射に用いることでページ時間以降のブラックホール内部構造の情報が、得られるはずである。この手法についてよりよく理解することを目指す。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍のため、想定された海外研究打ち合わせ等ができなかったため。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 3件、 査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Evaporation of black holes in flat space entangled with an auxiliary uni-verse2021

    • 著者名/発表者名
      A. Miyata and T. Ugajin
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 013B13 ページ: 023

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab163

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spectrum of End of the World Branes in HolographicBCFTs2021

    • 著者名/発表者名
      M. Miyaji, T. Takayanagi and T. Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 06 ページ: 023

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2021)023

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Product of random states and spatial (half-)wormholes2021

    • 著者名/発表者名
      K. Goto, Y. Kusuki, K. Tamaoka and T. Ugajin
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 10 ページ: 5

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2021)205

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2022-12-28  

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