量子情報物理学/Quantum Information Physics

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量子情報物理学
21世紀以降、量子情報や量子計算分野の研究発展が物理学の成り立ちにも大きな影響を与えています。量子情報物理学研究室では、量子情報の発想や量子計算を取り入れ、物理学の新たなフロンティアを開拓することに挑戦しています。とくに、テンソルネットワークとよばれる量子多体エンタングルメントを分解・再結合して表現する理論的手法の構築を通じて、量子スピン系、強相関電子系、冷却原子気体系のような、物性物理における量子多体系の示す多彩な物性現象やダイナミクスを定量的に解明することをめざしています。また、テンソルネットワークは、量子計算はもとより、ゲージ重力対応などの量子重力分野等との接続もあり、国内外の研究者との活発な分野横断的研究の舞台にもなっています。
Quantum information physics

Since the 21st century, the development of quantum information and quantum computing has dramatically impacted the foundations of theoretical physics. In our Quantum Information Physics Laboratory, we challenge ourselves to open up new frontiers in physics by incorporating the ideas of quantum information and quantum computing. In particular, we aim to quantitatively elucidate the various interesting phenomena and dynamics exhibited by quantum many-body systems in condensed matter physics, such as quantum spin systems, strongly correlated electron systems, and cold atomic gas systems, through the construction of a theoretical method for representing quantum many-body entanglement by decomposing and recombining it, known as "tensor network." In addition, tensor networks are connected not only to quantum computing but also to quantum gravity through gauge-gravity correspondence. We develop international and interdisciplinary research associated with tensor-network physics.

News

  • 2025/10/17 Tree tensor networkの構造最適化の性能評価についての論文 "Improving accuracy of tree-tensor network approach by optimization of network structure"　Toshiya Hikihara, Hiroshi Ueda, Kouichi Okunishi, Kenji Harada, Tomotoshi Nishino　Phys. Rev. B 112, 134427 (2025)(19 pages)が出版されました。

  • 2025/10/5 フェルミオン系の行列積状態にクリフォードゲートを導入してエンタングルメントを制御するアルゴリズムについての論文"Clifford Circuits Augmented Grassmann Matrix Product States" Atis Yosprakob, Wei-Lin Tu, Tsuyoshi Okubo, Kouichi Okunishi, Donghoon Kim, arXiv:2510.04164 をarXivに載せました。

  • 2025/9/24 動的平均場理論とホログラフィーについての論文"Holographic Aspects of Dynamical Mean-Field Theory"
    Kouichi Okunishi and Akihisa Koga, arxiv:2509.19704 (16 pages)をarXivに載せました。