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量子エンタングルメントから創発する宇宙 須藤 彰三(監修) - 共立出版
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基本法則から読み解く物理学最前線 23

量子エンタングルメントから創発する宇宙

発行:共立出版
A5判
136ページ
定価 2,000円+税
ISBN
9784320035430
Cコード
C3342
専門 全集・双書 物理学
出版社在庫情報
不明
書店発売日
登録日
2020年7月22日
最終更新日
2020年8月4日
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紹介

 本書では,量子情報理論を用いた素粒子理論の研究,特に超弦理論の最先端を紹介する。従来の物理学は物理法則を時空間における物質のダイナミクスとして捉えてきたが,近年,ミクロな情報を意味する「量子情報」を物質や時間,空間と同じように物理学の基本的な構成要素と見なそうというパラダイムシフトが大きな成果をもたらしている。この最新の潮流を解説するのが本書である。
 本書を読むと,「量子力学」「電磁気学」「統計物理学」「一般相対論」が「量子情報」という新しい物理観を通じて,一つの「理論物理学」として統一されることが実感できるであろう。
 量子力学から始まり,量子情報理論の基礎,量子多体系における量子エンタングルメントの解析を順に解説し,ゲージ重力対応を通じた重力理論と量子情報の深い関わり合いという,最新の理論物理学まで到達できるように書かれている。最後まで読み進めると,「重力理論の宇宙は無数の量子ビットから創られている」という新しい物理学の考え方が理解できる。究極の統一理論を目指す超弦理論の最先端を知ることができる貴重な解説書である。

目次

第1章 本書のガイド
―量子論からブラックホールやゲージ重力対応,そして宇宙創発まで

第2章 量子エンタングルメント
2.1 量子力学の復習
2.2 量子エンタングルメントとは
2.3 ベルの不等式の破れ
2.4 混合状態の量子エンタングルメント
2.5 エンタングルメント・エントロピー
2.6 量子テレポーテーション
2.7 エンタングルメント・エントロピーの操作的な解釈
2.8 エンタングルメント抽出

第3章 場の理論におけるエンタングルメント・エントロピー
3.1 量子多体系のエンタングルメント・エントロピー
3.2 自由スカラー場の理論
3.3 エンタングルメント・エントロピーの計算
3.4 面積則
3.5 経路積分
3.6 レプリカ法による計算
3.7 2次元共形場理論におけるエンタングルメント・エントロピー
3.8 エントロピックC定理
3.9 スカラー場のエンタングルメント・エントロピー計算の詳細

第4章 ゲージ重力対応と量子エンタングルメント
4.1 ブラックホールのエントロピー
4.2 ホログラフィー原理
4.3 ゲージ重力対応
4.4 エンタングルメント・エントロピーの計算公式
4.5 2次元共形場理論に対するゲージ重力対応の場合
4.6 笠-高柳公式のゲージ重力対応からの導出
4.7 高次元のゲージ重力対応の場合
4.8 第一法則とアインシュタイン方程式

第5章 ホログラフィック・エンタングルメントの最近の発展
5.1 ホログラフィック・エンタングルメントの量子補正
5.2 エンタングルメント・ウェッジ
5.3 エンタングルメント・ウェッジの共形場理論からの導出
5.4 純粋化エンタングルメントとゲージ重力対応
5.5 量子誤り訂正符号とゲージ重力対応
5.6 ブラックホール情報パラドクスへの応用

第6章 創発する時空と量子エンタングルメント
6.1 量子エンタングルメントから創発する時空
6.2 テンソルネットワーク
6.3 経路積分の効率化とゲージ重力対応
6.4 量子計算の複雑性とゲージ重力対応

用語解説

上記内容は本書刊行時のものです。