研究していること

テンソルネットワーク法の開発・応用
量子コンピュータを用いた量子多体系計算手法の開発
フラストレートション系の秩序・ダイナミクス

以下は昔やってた研究。まだ興味はあるけれど、しばらく手を動かしていない。

ランダムパッキング容器に物を精一杯詰め込むと、どれくらいぎゅうぎゅうになるか？
境界摂動に対する応答の理論長い物体の一方から信号を送ると、反対側から出てくる信号はどうなるか？
化学反応・電子移動反応
ネットワークの動的な性質
社会物理・経済物理とその数理モデル

研究プロジェクト

外部資金など

現在進行中

科研費　学術変革領域（B）総括班 2023年4月 – 2026年3月（予定）
「量子古典融合アルゴリズムが拓く計算物質科学」（研究分担者、領域代表：品岡寛）
科研費　学術変革領域（B）計画研究 2023年4月 – 2026年3月（予定）
「波動関数理論と量子アルゴリズムの融合」（研究代表者）
「富岳」成果創出加速プログラム 2023年4月 – 2026年3月（予定）
量子凝縮系のためのAI数値分光学で挑む量子縺れ構造の解明（事業協力者、代表：山地洋平）
モビリティ基盤数理の研究＜第２期＞ 2023年4月- 2026年3月（予定）
流れと物理チーム（チームメンバー。代表：辻本諭）
CNRS International Research Project (IRP) 2023年- 2027年（予定）
“Exotic Quantum Matter in Multicomponent Systems” （メンバー、PL 戸塚圭介、Philippe Lecheminant）
共創の場形成支援プログラム 2022年10月 – 2032年3月（予定）
「量子ソフトウェアとHPC・シミュレーション技術の共創によるサスティナブルAI研究拠点」(略称: サスティナブル量子AI研究拠点)　（課題３研究員、プロジェクトリーダー：藤堂眞治）
科研費　挑戦的研究（萌芽）2022年7月 – 2025年3月（予定）
「テンソルネットワーク形式に基づく古典・量子エンタングルアルゴリズムの開発」（研究代表者）
科研費　基盤研究（B）2022年4月 – 2025年3月（予定）
「テンソルネットワーク法の展開によるフラストレート磁性体の新奇物性探究」（研究代表者）
科研費　基盤研究（A）2020年4月 – 2025年3月（予定）
「量子スピン液体におけるマヨラナ粒子の創出と制御」（研究分担者。代表：求幸年）

終了済み

「富岳」成果創出加速プログラム 2020年4月 – 2023年3月
量子物質の創発と機能のための基礎科学―「富岳」と最先端実験の密連携による革新的強相関電子科学（研究分担者。代表：今田正俊）
モビリティ基盤数理の研究 2020年4月- 2023年3月
統計物理学テンソル解析チーム（チームメンバー。代表：原田健自）
JST さきがけ量子情報処理領域 2019年10月-2023年3月
「テンソルネットワーク状態を活用した量子多体系基底状態計算手法の開発」（研究代表者）
科研費　基盤研究（C） 2019年4月 – 2023年3月
「テンソルネットワーク変分法による有限温度フラストレート磁性体の物性解明」（研究代表者）
科研費　若手研究（B） 2015年4月 – 2019年3月
「テンソルネットワーク法によるフラストレート量子スピン系の新規秩序探索」（研究代表者）
科研費　特別研究員奨励費 2005年4月 – 2008年3月
「初到達時間に基づく境界摂動の理論構築」（研究代表者）

研究会の企画・運営など

計算物理春の学校2024（世話人（管理・監督））2024年3月11日-15日
第5回量子ソフトウェアハンズオン（産学協働ゼミ）：量子コンピュータの誤り訂正の基礎（企画・運営）2024年3月11日
第5回量子ソフトウェア社会人講座：量子コンピュータの研究開発およびビジネス動向（企画・運営）2024年2月15日
第4回量子ソフトウェアワークショップ：NISQ計算機時代の量子シミュレーションと量子コンピュータシミュレータ（企画・運営）2023年 12月25日、東大
第4回量子ソフトウェア社会人講座：量子アニーリングの特徴とビジネス活用メリット（企画・運営・講師）2023年9月13日
第4回量子ソフトウェアハンズオン（産学協働ゼミ）：量子コンピュータの誤り訂正の基礎（企画・運営）2023年9月11日
CCP2023 -34th IUPAP Conference on Computational Physics, Local Organizing Committee, 2023.8.4 – 8, Kobe International Conference Center
第3回量子ソフトウェアワークショップ：量子AIの可能性と実現への道のり（企画・運営）2023年8月3日、東大
第3回量子ソフトウェアハンズオン(産学協働ゼミ)：量子ゲート計算のテンソルネットワークシミュレーション（企画・運営）2023年3月31日
計算物理春の学校2023（世話人） 2023年3月13日 – 15日
第3回量子ソフトウェア社会人講座：量子コンピューティング技術の概要と疑似量子アニーリングのユースケース（企画・運営・講師）2023年2月28日
第2回量子ソフトウェアワークショップ：これからの量子シミュレーション〜古典から量子へ、量子から古典へ〜（企画・運営）, 2023年1月30日
第2回量子ソフトウェア産学協働ゼミ：量子ゲート計算のテンソルネットワークシミュレーション（企画・運営）2022年9月27日
第2回量子ソフトウェア社会人講座：ゲート型量子コンピュータの理論・実現構想（企画・運営・講師）2022年9月7日
第1回量子ソフトウェアシンポジウム：量子技術と量子ソフトウェアの未来（企画・運営）2022年7月14日
第1回量子ソフトウェア産学協働ゼミ：テンソルネットワークを用いた時系列予測モデルの圧縮（企画・運営・講師）2022年3月2日
第1回量子ソフトウェア社会人講座：量子回路と量子アルゴリズムの基礎、量子デバイス開発の現状（企画・運営・講師）2022年2月28日
Tensor Network States: Algorithms and Applications (TNSAA) 2021-2022 (Organizer), 2022年1月17日 – 21日
第1回量子ソフトウェアワークショップ：テンソルネットワークと量子計算の展望（企画・運営・講師）, 2021年12月7日
キタエフ量子スピン液体研究の新展開〜マヨラナ励起の創出と制御によるトポロジカル量子計算の実現に向けて〜（世話人）2021年8月3日-5日
Quantum Computational Materials Science Roundtable （世話人）2020年5月5日-
物性研究所短期研究会「量子多体計算と第一原理計算の新展開」（世話人）2020年7月9日-10日
4th International Symposium on Research and Education of Computational Science (RECS) (Organizer) 2019年10月2日
Computational Approaches to Quantum Many-body Problems (Program Committee) 2019年7月16日-8月8日
3rd International Symposium on Research and Education of Computational Science (RECS) (Organizer) 2018年7月20日-21日
計算科学アライアンスサマースクール2018-機械学習と計算科学（世話人）2018年8月24日-26日
2nd International Symposium on Research and Education of Computational Science (RECS) (Organizer) 2017年12月18日-19日
計算科学アライアンスサマースクール（世話人） 2017年8月23日-25日
鳩山サイエンスフォーラム in 北千住ー小田垣孝：研究49年の軌跡ー（世話人）2015年12月19日

研究成果

全論文リスト

最近の論文

“Efficient tomography of microwave photonic cluster states”
Yoshiki Sunada, Shingo Kono, Jesper Ilves, Takanori Sugiyama, Yasunari Suzuki, Tsuyoshi Okubo, Shuhei Tamate, Yutaka Tabuchi, and Yasunobu Nakamura
arXiv:2410.03345
実験的に生成されたcluster 状態の量子状態トモグラフィーを、密度行列のテンソルネットワーク（行列積演算子）表現を用いることで効率的に実行可能とし、35 qubit系の密度行列を再構成することに成功しました。私は、テンソルネットワークを用いたトモグラフィ手法の理解や、実験系で期待される振る舞いについて議論・考察に協力しました。
“Tensor tree learns hidden relational structures in data to construct generative models”
Kenji Harada, Tsuyoshi Okubo, and Naoki Kawashima
arXiv:2408.10669
テンソルネットワークを用いた生成モデル（Borm マシン）において、対象学習データセットの相互情報量を利用してテンソルネットワーク構造を最適化しながら学習すると、データセットの（隠された）相関構造がネットワーク構造として現れることを示しました。量子多体問題の場合、エンタングルメントの面積則により、良いテンソルネットワーク構造が制限されますが、データ科学への応用でも、ネットワーク構造と情報の相関に対応があることが実証できた、興味深い成果だと思います。
“Nuclear norm regularized loop optimization for tensor network”
Kenji Homma, Tsuyoshi Okubo, and Naoki Kawashima
Physical Review Research 6, 043102 (2024)
(arXiv:2306.17479 version 2から共著者に入れてもらいました。）
テンソル繰り込み群で局所テンソルを粗視化して行く際には、ネットワークに存在する閉じたループ構造の影響で、縮約後には単なる定数としてしか寄与しない、冗長ループ（redundant loop）と呼ばれる無駄な構造が入り、近似精度が落ちてしまう問題が知られています。この冗長ループに類似した構造を可能な限り取り除く手法として、いくつかの方法が提案されており、特にLoop TNRと呼ばれる手法は、アルゴリズムの安定性などから、臨界現象の解析において、強力な手法の一つでした。本研究では、Loop TNRのアルゴリズムに現れる「テンソルリング分解」において、データ科学の分野で提案されていた、核ノルム最適化をを適用することで、臨界現象に現れるスケーリング次元の計算精度が劇的に向上することを示しました。
“Quantum phase transition between spin liquid and spin nematics in spin-1 Kitaev honeycomb model”
Tohru Mashiko and Tsuyoshi Okubo
Physical Review Research 6, 033110 (2024)
(arXiv:2403.11490)
キタエフ型の相互作用をもつS=1の量子スピン模型を対象に、bilinear-biquadratic相互作用がスピン液体に及ぼす影響を無限系のテンソルネットワーク状態 iPEPS/iTPOを用いて解析しました。半古典近似に基づく従来の計算ではスピン液体状態を記述することが困難だったのですが、量子揺らぎを適切に表現できるテンソルネットワーク法により、スピン液体状態の安定性を精密に評価することに成功しました。特に、四重極相互作用に対して、スピン液体状態が極端に安定であることが明らかとなり、将来のスピン液体物質のにも繋がる興味深い結果を得ることができました。
“Quantum spin state stabilized by coupling with classical spins”
H. Yamaguchi, T. Okubo, A. Matsuo, T. Kawakami, Y. Iwasaki, T. Takahashi, Y. Hosokoshi, and K. Kindo
Physical Review B 109, L100404 (2024).
(arXiv:2404.06767)
S=1/2とS=5/2の2種類のスピンが混在するフラストレート正方格子模型が実現している有機磁性体の解析を行いました。磁場中では、S=5/2のスピンが完全に磁場方向に揃った状況で、S=1/2のスピン集団が、非磁性状態を安定化させていることが明らかとなりました。私は、結果の解釈などについて、理論的な立場から寄与しました。（テンソルネットワークの計算もしたのですが、様々な理由により論文には載っていません）
“Spin Seebeck Effect as a Probe for Majorana Fermions in Kitaev Spin Liquids”
Yasuyuki Kato, Joji Nasu, Masahiro Sato, Tsuyoshi Okubo, Takahiro Misawa, and Yukitoshi Motome
arXiv:2401.13175
この論文では、磁性体の両端に温度差を与えることでスピン流生じる「スピン・ゼーベック効果」について、キタエフスピン液体での振る舞いを理論的に解析しました。その結果、スピン自由度を持たないマヨラナフェルミオンがスピン流の担い手となること、キタエフ相互作用の符号に応じて、スピン流の符号も変わることを明らかにしました。これらの発見は、マヨラナ粒子のような分数化した準粒子の探索に、スピン・ゼーベック効果が利用できることを示唆しています。科研費基盤Aのプロジェクトでの共同研究です。
“Absorbing Phase Transitions in Artificial Deep Neural Networks”
Keiichi Tamai, Tsuyoshi Okubo, Truong Vinh Truong Duy, Naotake Natori, and Synge Todo,
arXiv:2307.02284
深層ニューラルネットワークの情報伝搬のダイナミクスに起こる”秩序相”と”カオス相”の間の相転移が、非平衡相転移の一つである吸収状態転移と関連しているという提案をしました。ニューラルネットワークの幅が無限大で、ニューロン間の結合が全結合である極限では、上記の相転移は平均場近似で解析でき、その振る舞いがよく理解されていました。我々は、この相転移と吸収状態転移との関連に着目することで、幅や深さが有限の場合の有限サイズ効果を有限サイズスケーリングにより解析できること、畳み込みニューラルネットワークの場合には、相転移の臨界指数が、対応する空間次元のDP（Directed Percolation) ユニバーサリティクラスになること、などを示しました。一年位前から始まった共同研究プロジェクトの、最初の成果です。
“Hunting for quantum-classical crossover in condensed matter problems”
Nobuyuki Yoshioka, Tsuyoshi Okubo, Yasunari Suzuki, Yuki Koizumi, and Wataru Mizukami,
npj Quantum Information 10, Article number: 45 (2024).
(arXiv:2210.14109)
物性物理の問題でよく出てくる量子多体系（並進対称性があり、相互作用は短距離）の基底状態を求めるタスクを考えた場合に、誤り耐性量子コンピュータを用いた計算（量子位相推定）が、古典コンピュータによる計算（テンソルネットワーク、より具体的にはDMRG）よりも優位になる問題サイズ（スピン数、粒子数など）を詳細に検討しました。その結果、量子化学などのより複雑な相互作用系に比べて、比較的小さいサイズで量子コンピュータが優位になり、少ない量子ビット数、少ない実行時間で、量子コンピュータによる計算の恩恵が得られることを示しました。JSTさきがけの量子情報処理領域で知り合った方々との共同研究です。
“Possibility of a topological phase transition in two-dimensional RP³ model”
Tsuyoshi Okubo and Naoki Kawashima,
Journal of the Physical Society of Japan 92, 114701 (2023).
(arXiv:2112.15053)
フラストレートした二次元古典ハイゼンベルグ模型ではZ2渦と呼ばれる、渦のある・無しの二種のトポロジカル状態で特徴付けられる渦励起が存在しています。この論文では、このようなZ2渦が引き起こすと期待されている有限温度トポロジカル相転移の可能性について、大規模なモンテカルロシミュレーションにより検討した結果を報告しています。従来の格子よりも一桁程度大きい、L=16384 程度まで平衡シミュレーションを行い、無限系への外挿を行なった結果、相転移の存在を仮定すれば、確かに有限の相転移温度が得られることがわかりました。また、見積もった相転移温度での相関長は、10万格子間隔以上にも伸びていることも分かり、従来の数千格子間隔という見積もりよりも大幅に長くなっていることを明らかにしました。
“TeNeS: Tensor Network Solver for Quantum Lattice Systems”
Yuichi Motoyama, Tsuyoshi Okubo, Kazuyoshi Yoshimi, Satoshi Morita, Takeo Kato, and Naoki Kawashima,
Comput. Phys. Commun. 279, 108437 (2022).
(arXiv:2112.13184)
二次元格子上に定義された量子スピン模型などの量子多体模型の基底状態をテンソルネットワーク法によって計算するパッケージTeNeSの論文です。TeNeSの説明の他、チュートリアルなども記載されています。
“Gapped ground state in a spin-1/2 frustrated square lattice”
H. Yamaguchi, N. Uemoto, T. Okubo, Y. Kono, S. Kittaka, T. Sakakibara, T. Yajima, S. Shimono, Y. Iwasaki, and Y. Hosokoshi,
Physical Review B 104, L060411 (2021).
(arXiv:2108.12761)
強磁性と反強磁性の相互作用が共存するためにフラストレーションが存在する正方格子量子スピン系とみなせる物質の研究です。元々の結合は正方格子でS=1/2ですが、実効的に三角格子のS=1になっているのではという提案をしています。結果の解釈などについて、理論的な立場から寄与しました。
“Quantum critical phenomena in a spin-1/2 frustrated square lattice with spatial anisotropy”
H. Yamaguchi, Y. Iwasaki, Y. Kono, T. Okubo, S. Miyamoto, Y. Hosokoshi, A. Matsuo, T. Sakakibara, T. Kida, and M. Hagiwara,
Physical Review B 103, L220407 (2021).
(arXiv:2106.12126)
説明は後ほど
“Optimized Implementation for Calculation and Fast-Update of Pfaffians Installed to the Open-Source Fermionic Variational Solver mVMC”
RuQing G. Xu, Tsuyoshi Okubo, Synge Todo, and Masatoshi Imada,
Comput. Phys. Commun. 277, 108375 (2022).
(arXiv:2105.13098)
変分モンテカルロ法などで用いられる反対称行列のPfaffian計算について、実装を工夫することで高速化した他、多変数変分モンテカルロ法のアプリmVMCのマルコフ連鎖の更新に適用することで、従来法に比べて最大35倍ほどの高速化を達成しました。
“Bond-weighted Tensor Renormalization Group”
Daiki Adachi, Tsuyoshi Okubo, and Synge Todo,
Physical Review B 105, L060402 (2022).
(arXiv:2011.01679)
通常のテンソルネットワーク繰り込みでは、格子点にテンソルが存在するネットワークの実空間繰り込みを考えますが、この論文では、格子点を繋ぐボンドにも非負の対角行列（2本足のテンソル）が存在する状況でのテンソルネットワーク繰り込みを提案しました。このボンドテンソルは、対応する自由度の”重み”と考えることができます。通常のテンソルネットワーク繰り込みで用いられる特異値分解の特異値から、このボンドテンソルも自然に定められ、計算コストをほぼ増大させることなく、計算精度が大幅に向上することを示しました。
“Zero-energy excitation in the classical kagome antiferromagnet NaBa₂Mn₃F₁₁“
Shohei Hayashida, Hajime Ishikawa, Yoshihiko Okamoto, Tsuyoshi Okubo, Zenji Hiroi, Gøran J. Nilsen, Hannu Mutka, and Takatsugu Masuda,
Physical Review B 101, 214409 (2020).
(arXiv:2006.01526)
説明は後ほど
“Phase Shift in Skyrmion Crystals”
Satoru Hayami, Tsuyoshi Okubo, and Yukitoshi Motome,
Nature Communications 12, 6927 (2021).
(arXiv:2005.03168)
複数の波数モードが重ね合わさった状態である、多重Q秩序状態は、興味深いスピンテクスチャを生み出す源になっています。スカーミオン格子と呼ばれる、トポロジカル励起が周期格子を構成した状態も、このような多重Q秩序状態の一つになっています。これまで、多重Q秩序状態の特徴付けには、含まれる波数、各モードの形状（スピン密度波かスパイラルか）が注目されていましたが、実際には、各モードの相対的な位相もスピンテクスチャを決定する重要な要素です。本論文では、６体のスピン相互作用を考慮すると、この相対的な位相をコントロールできることを示し、位相の変化が、有限温度相転移として実際に実現することを示しました。
“Magnetic-field Induced Quantum Phases in Tensor Network Study of Kitaev Magnets“
Hyun-Yong Lee, Ryui Kaneko, Li Ern Chern, Tsuyoshi Okubo, Youhei Yamaji, Naoki Kawashima, and Yong Baek Kim,
Nature Communications 11, 1639 (2020).
(arXiv:1908.07671.)
強いキタエフ相互作用が実現していると考えられているα-RuCl3は、外部磁場がゼロの状況では、低温で磁気秩序を示します。一方、ある程度大きい外部磁場下では磁気秩序が抑制され、その状態では、熱ホール係数が半整数に量子化されていることが報告されいます。このことから、磁場下でなんらかのスピン液体状態が実現している可能性が議論されています。本研究では、この物質を念頭に、Kitaev-Γ-Γ’模型の磁場中基底状態を無限系のテンソルネットワーク状態を用いた変分法で解析しました。その結果、厳密対角化法などで予想されいたよりもキタエフスピン液体状態は狭く、代わりに、格子の回転対称性を自発的に破るような、新しい量子状態が実現していることを明らかにしました。
“Abelian and Non-Abelian Chiral Spin Liquids in a Compact Tensor Network Representation“
Hyun-Yong Lee, Ryui Kaneko, Tsuyoshi Okubo, and Naoki Kawashima,
Physical Review B 101, 035140 (2020).
(arXiv:1907.02268.)
arXiv:1901.05786で提案したキタエフスピン液体に対するコンパクトなテンソルネットワーク表現をスター格子上のキタエフ模型に拡張しました。この模型では、基底状態が厳密に計算でき、カイラルスピン液体と呼ばれるスピン液体になっていることが知られています。我々の”ループガス”を用いたテンソルネットワーク状態はこのカイラルスピン液体状態を定性的・定量的に表現することができ、また、異なるカイラルスピン液体（AbelianとNon-Abelian）の間の相転移も表現できることがわかりました。
“Anisotropic Tensor Renormalization Group“
D. Adachi, T. Okubo and S. Todo,
Physical Review B 102, 054432 (2020).
(arXiv:1906.02007.)
テンソルネットワークを用いた実空間くりこみ群について、特異値分解を有効に用いることで、効率的に非等方なくりこみを行う方法を提案しました。この方法を用いると、HOTRG（Hihger Order Tensor network Renormalization Group) ほどの計算コストをかけることなく、低コストで高次元系の計算が行えます。同じボンド次元（テンソルの大きさ）では、近似の影響でHOTRGよりも精度が落ちますが、計算コストあたりでは、我々の提案するATRG（Anistropic Tensornetwork Renormalizaiton Group）の方が、精度が高くなりそうです。
“A series of magnon crystals appearing under ultrahigh magnetic fields in a kagomé antiferromagnet“
R. Okuma, D. Nakamura, T. Okubo, A. Miyake, A. Matsuo, K. Kindo, M. Tokunaga, N. Kawashima, S. Takeyama and Z. Hiroi,
Nature Communications vol 10, Article number: 1229 (2019).
かごめ格子S=1/2量子スピン系の磁化過程に関する（主として）実験的な研究。この物質では、磁化過程に複数の磁化プラトーが観測され、それはマグノンが様々な周期構造を形成した状態だと解釈することができる。大久保は、テンソルネットワーク法により、ハイゼンベルグ模型では、1/3プラトーで確かにマグノン結晶が安定化しそうなこと、実験の物質には大きな（Jの10%程度）のDM相互作用が存在していそうなことを示す形で寄与しました。
“Multiple-q states of the J₁-J₂ classical honeycomb-lattice Heisenberg antiferromagnet under magnetic fields“
Tokuro Shimokawa, Tsuyoshi Okubo, Hikaru Kawamura,
Physical Review B 100, 224404 (2019).
(arXiv:1902.01582).
フラストレーションのある、古典ハニカム格子J₁-J₂ハイゼンベルグ模型の磁場中での秩序化の研究。この模型はゼロ磁場での基底状態が波数空間でリング状に縮退しており、有限温度ではそのうち、対称性の高いものがorder-by-disorderで選択されることが知られていた（S. Okumura et al）。その選択される波数は一般的に格子に不整合となるため、三角格子模型の場合（T. Okubo et al）と同様の機構で、有限温度・有限磁場下ではmultiple-q状態が安定化する。三角格子模型との大きな違いは、基底状態のリング状の縮退にあり、order-by-disorderとmultiple-q状態の絡み合いにより、より複雑な相構造が現れることが明らかになった。
“Gapless Kitaev Spin Liquid to Classical String Gas through Tensor Networks“
Hyun-Yong Lee, Ryui Kaneko, Tsuyoshi Okubo, and Naoki Kawashima,
Physical Review Letters 123, 087203 (2019).
(arXiv:1901.05786).
ハニカム格子上のKitaevスピン液体状態をテンソルネットワーク状態の一つである、iTPS（iPEPS）を使って表現した研究。Kitaevスピン液体に期待される対称性を満たすようにテンソルを構成することにより、D=4やD=8といった小さいボンド次元で厳密な基底状態に非常に近いエネルギーを得ることができた。このテンソルネットワーク表現では、従来のようにマヨラナフェルミオンが露わには出てきておらず、Kitaevスピン液体をマヨラナフェルミオンに頼らずに解釈できると期待している。
“Field-enhanced quantum fluctuation in an $S=1/2$ frustrated square lattice“
H. Yamaguchi, Y. Sasaki, T. Okubo, M. Yoshida, T. Kida, M. Hagiwara, Y. Kono, S. Kittaka, T. Sakakibara, M. Takigawa, Y. Iwasaki, and Y. Hosokoshi,
Physical Review B 98, 094402 (2018).
(arXiv:1808.06812)
強磁性と反強磁性の最近接相互作用が混在しているため、フラストレートしたプラケットが存在する正方格子量子スピン系の磁化過程の研究。大久保は、テンソルネットワーク法により、実験で観測された1/2磁化プラトー近傍の弱い異常と大きなスピン揺らぎとの関係を明らかにする形で、寄与しました。
“Magnetic State Selected by Magnetic Dipole Interaction in Kagome Antiferromagnet NaBa₂Mn₃F₁₁“
Shohei Hayashida, Hajime Ishikawa, Yoshihiko Okamoto, Tsuyoshi Okubo, Zenji Hiroi, Maxim Avdeev, Pascal Manuel, Masato Hagihala, Minoru Soda, Takatsugu Masuda,
Physical Review B 97, 054411 (2018).
(arXiv:1712.06740)
カゴメ格子型の相互作用を持つ磁性体の磁気構造を中性子回折実験で決定した論文。決定された磁気構造の実現には、双極子相互作用のような方向に依存する異方性が重要になっていることも明らかにした。大久保は、理論的な立場からの議論と、（論文には載っていない）数値計算による補足などで寄与しました。
“Quantum phase transitions driven by rhombic-type single-ion anisotropy in the S=1 Haldane chain”,
Yu-Chin Tzeng, Hiroaki Onishi, Tsuyoshi Okubo, and Ying-Jer Kao,
Physical Review B 96, 060404(R) (2017).
(arXiv:1705.01558)
よく扱われるS_z²の形の一軸異方性に加えて、S_x²-S_y²の形のrhombic異方性が存在する場合のS=1 Haldane鎖の基底状態相図をDMRGで計算した話。大久保は、基底状態相図の対称性の議論と、臨界点でのrhombic異方性項の重要性の議論で寄与しました。
“Weak ferromagnetic order breaking the threefold rotational symmetry of the underlying kagome lattice in CdCu₃(OH)₆(NO₃)₂⋅H₂O”,
R. Okuma, T. Yajima, D. Hamane, T. Okubo, and Z. Hiroi,
Physical Review B 95, 095427 (2017).
（arXiv:1703.09357）.
現実のカゴメ格子磁性体には少なからず存在する異方性により、カゴメ格子の回転対称性を破った磁気的な基底状態が現れる話。大久保は、基底状態の縮退度とそれから期待される相転移の臨界現象の議論に寄与しました。

依頼された文章

「物性物理における「量子加速」の探索」
吉岡信行, 大久保毅, 鈴木泰成, 水上渉、応用物理 93 巻 3 号 p. 165-168, 2024.
「拡張キタエフ模型における熱ホール伝導度のテンソルネットワーク法による研究」
大久保毅、固体物理 Vol. 57, No.11, 633-642, 2022.
「量子多体系とテンソルネットワーク」
大久保毅、数理科学2022年12月号, 58-64, 2022.
「テンソルネットワークの将来」
大久保毅、数理科学2022年2月号, 65-72, 2022.
「テンソルネットワークによる情報圧縮とフラストレート磁性体への応用」
大久保毅、第63回物性若手夏の学校テキスト、物性研究 Vol. 7, No.2 (2018).
「テンソルネットワーク形式の進展と応用」
西野友年、大久保毅、日本物理学会誌 Vol 72, No. 10, 2017.
“Massively parallel Monte Carlo simulation of a possible topological phase transition in two-dimensional frustrated spin systems”
Tsuyoshi Okubo, Invited paper in ISSP Supercomputer Activity Report 2016.
「第８回日本物理学会若手奨励賞を受賞して」
大久保毅，
物性研だより第54巻第2号 2014年7月（PDFが物性研のwebサイトにあります）
「フラストレート磁性体における多重Q秩序とスカーミオン格子状態」
大久保毅、川村光，日本物理学会誌 Vol. 67, No. 7, 2012
“Multiple-q states and skyrmion lattice in frustrated triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet”
Tsuyoshi Okubo and Hikaru Kawamura, Invited paper in ISSP Supercomputer Activity Report 2012.

学位論文

卒業論文：「ニ成分剛体円盤のランダムパッキング」　大久保毅２００３年３月
大きさの異なる二種類の剛体円盤を、平面内にランダムに充填した時に、円盤の半径比・濃度に応じて充填率がどのように変化するのかを調べました。目の前に立ちはだかる壁は高かったです。拙い文章ですが、読みたい方はだうんろーどへ
修士論文：「量子力学に従う粒子の初到達時間と境界摂動に対する応答」　大久保毅２００５年３月
博士論文：“Linear Response under a Boundary Perturbation”　Tsuyoshi Okubo ２００8年３月

発表

全発表リスト

研究

研究していること

研究プロジェクト

外部資金など

現在進行中

終了済み

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