量子多体系における量子もつれとエネルギーの関係性(第61回物性若手夏の学校 集中ゼミ)

Abstract

多くの量子多体系の基底状態には、部分系間の相互作用を通じて自然に量子もつれが存在している。そして基底状態上の励起は、その量子もつれ構造に影響を受ける。その結果基底状態における量子エネルギーテレポーテーションにおいても、その転送エネルギーと量子もつれの間には密接な関係があることが知られている。また基底状態の量子もつれ構造は、低温にある熱平衡系から局所的操作だけで抽出されるエネルギー量の上限にも制限を与える。例えばある緩い条件を満たす多くの基底状態での量子もつれ構造に対しては、閾値温度が存在し、それ以下の温度では決して熱エネルギーは局所的に取り出せないという局所強受動性が現れる。これらの新奇な現象の発見は、量子情報と量子物理の融合が今後も新しい視点を物性研究に与え続けると期待させるものである。