低次元量子スピン系のスピンネマティック相

Nobuhisa Okazaki, Tôru Sakai, Kiyomi Okamoto

我々は、次近接相互作用と次々近接相互作用のあるS=1/2スピンラダーの磁化過程を縮退のある摂勅諭や有限個のクラスターの数値対角化で調べた。数値対角化データの解析には、共型場理論に基づく有限サイズスケーリングおよびレベルスペクトロスコピー等を用いている。その結果、磁化曲線の飽和値の半分のところに磁場誘起スピンギャップが存在する場合があること、及びその機構には2種類のものがあることを示すことができた。

Tôru Sakai, Tôru Sakai

異方性のあるスピンラダー系の磁化過程について、数値的厳密対角化と密度行列繰り込み群の手法により理論的・計算科学的に研究した。その結果、従来のスピンフロップ転移が起きるようなパラメータ領域で、スピンネマティック相という新しい中間相が出現する磁場誘起量子相転移が起きることがわかった。

Akiyoshi Wakatani

ムーアの法則の限界が指摘される中,次世代の計算方式として量子計算が注目されている.その関連手法である量子アニーリングは,擬似的な実現方式を含め,数理最適化分野において実用レベルのアプリケーションが利用されている.一方,引越し業界をはじめとする物流業界でも効率化が急務となっており,移動コストおよび人件費コストの最小化は重要な課題である.このような課題に対し,量子アニーリングを用いた最適化は有効な解決策となり得る.本稿では,FixstarsAmplifyAnnealingEngineを用いて物流最適化問題を実装し,スタッフ間の相性や教育関係を考慮した配置制約に着目する.これらの制約条件の増加が最適解探索の実行時間に与える影響を評価するとともに,実行時間削減のための効率化手法を検討する.その結果,決定変数の扱いを工夫することで,追加の制約を導入することなく同等の最適化が可能となり,求解時間を短縮できることを確認した.

領一 山上

コンピューターの高速化は遺伝子解析、気象、海洋、原子力、宇宙・航空の設計やシミュレーションなどのあらゆる分野で求められており、特定の計算を高速で行える量子コンピューターの開発が期待されている。量子コンピューターとは従来の古典ビットの代わりに0 と１の両方の状態を同時に保持できる量子ビットを用いたコンピューターであり、重ね合わせの原理を用いた並列処理による高速演算が期待されている。特に超伝導を用いた超伝導量子ビットについて研究が盛んであるが、実現にあたり、課題の一つが量子ビットは環境による影響で重ね合わせ状態が壊れてしまう点にある。量子状態は複製が不可能であり、量子コンピューターは重ね合わせ状態を保持したまま演算を行うため観測することが許されない。そのため、本来誤っているかどうかを判断するべき状態について、量子回路を用いてエンタングルした状態を生成し冗長性をもたせることで、量子誤り訂正を行う。本研究では環境の影響によってエラーが発生したときの量子誤り訂正について、高温領域と低温領域に分けて考察し、熱のやりとりと量子誤り訂正との関係を明らかにすることを目的としている。その結果、３量子ビットコードを用いた場合は、|0⟩、|1⟩ 状態にエネルギー差があるとき、熱の放出を伴う低温領域では量子状態が壊れてしまい、誤り訂正を行うことが出来ないが、高温領域では誤りを検出可能であることを示した。

義彦 大槻, 隆司 高木, 健次郎 高田 +1 more

空間的に集中した領域で流体の塊が自転しているような流れを渦というが、この渦の挙動を竜巻その他の身近な例から説き起こし、最近の成果までを解説する。（「渦糸の理論」）。フェルミオン多体系をボソン多体系として記述するボソン展開法の中で、ダイソン型がいかに優れているかを詳述し、その応用法や最近の理論の発展にも言及する。（「ダイソン型ボソン展開法」）。スピングラスの性質を、特にゲージ理論を中心に解説するとともに、最近注目を浴びている神経回路網や最適化問題へのスピングラスの応用についても言及する。（「スピングラスのゲージ理論」）。

Masuo Suzuki

物理学においては、対称性という概念はもっとも基本的である。幾何学的具象的対称性から、ゲージ対称性のような抽象的なものまでいろいろあるが、ここでは、相転移における自発的対称性の破れの理論的な取り扱い方と、ユータリ性やシンプレックティックな性質を保存する時間発展演算子の系統的な(コヒーレント)近似の作り方を解説する。