非平衡量子多体系の普遍則：理解から制御へ

(この講演は日本語で行われます。またこのセミナーは開拓研究所レクチャーシリーズの一環とも位置付けられています)
近年、量子シミュレータや量子コンピュータの発展により、量子多体系を高精度に実現・操作し、そのダイナミクスを直接観測することが可能になった。これにより、「ミクロな量子力学に基づいてマクロな統計力学を理解する」という、von Neumann以来の基礎的問題が改めて注目を集めている。他方で、こうした系を制御することでその量子性を活用し、古典系を凌駕するデバイスや機能を実現しようとする機運も高まっている。

本講演では、ミクロな量子ダイナミクスから非平衡量子多体系の普遍則を理解し、その制御可能性を理論的に明らかにするという観点から、我々の研究と今後の展望を議論する。特に、開放量子多体系に特有の相の特徴づけ、閉じた量子系における熱統計力学の発現、非平衡ダイナミクスにおける厳密な普遍則の成立といった話題を取り上げる。さらに、これらの知見を踏まえ、制御の統計物理学・多体物理学という未開拓領域をいかに切り開くかを展望する。また、この非平衡統計力学の普遍的枠組みが、量子物性にとどまらず他分野へも適用可能であることについても触れたい。