【研究成果】次元を超えて共通する量子もつれの法則の発見 ～熱的有効理論を用いた新しい量子情報へのアプローチ～（楠亀裕哉 准教授）

九州大学高等研究院の楠亀裕哉准教授（理化学研究所数理創造研究センター客員研究員を兼務）、カリフォルニア工科大学の大栗博司教授（東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構教授を兼務）およびSridip Pal研究員からなる共同研究グループは、近年素粒子論において高次元理論の解析を大きく前進させた「熱的有効理論」と呼ばれる手法に着目し、この手法を量子情報に導入することで、任意の次元の量子系における量子もつれの構造に潜む普遍的振る舞いを見出すことに成功しました。

ポイント

• 量子もつれの量的評価指標である「Rényiエントロピー」は、量子情報、量子多体系や量子重力など幅広い分野で重要な役割を果たすが、1+1次元を超えた高次元における理解は限定的であった。
• 任意の次元で成り立つRényiエントロピーの普遍的な振る舞いを理論的に証明した。
• 本研究で得られた手法・法則は、高次元における量子もつれの理解への新たな手がかりになると期待される。また、量子重力への量子情報論的アプローチ、量子系シミュレーションの高速化などへの応用も期待される。