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二次元フラストレート量子スピン系への適用に向けたMultiscale Entanglement Renormalization Ansatz(MERA)法のコード開発とアルゴリズム改良を行った。また、二次元フラストレート系の準一次元対応系としてのジグザグ梯子量子スピン系の研究を行った。特に後者においては、朝永=Luttinger流体パラメータの相互作用パラメータおよび磁場への依存性などを明らかにすることで、系を記述する定量的低エネルギー有効理論を構築するなどの成果を得た。これらの結果は、二次元フラストレート系の数値解析を行うに当たって基礎となる知見を与えるものであり、今後の研究の発展に資するものと言える。
さらに、量子スピン系の基底状態におけるエンタングルメント・エントロピーについて調べ、モデルハミルトニアンのエネルギースケールを空間的に変調させることで、エンタングルメント・エントロピーの振る舞いを劇的に変化させることができることを示した。特に、臨界状態にある一次元量子スピン系においては、系のエネルギースケールを正弦関数の二乗で表される関数に従って変調させることで、解放端条件下にある系の基底状態を、周期境界条件下の系の基底状態と一致させることができることを発見した。エンタングルメント・エントロピーの振る舞いは、系の次元性および数値計算に必要な計算量と密接に関係しているため、エンタングルメント・エントロピーの制御可能性を示した本研究の結果は、本課題の研究対象である高次元フラストレート量子多体系に対する数値計算法の開発に大きく寄与するものと期待される。
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