2026/07/14 更新

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オオクボ　ツヨシ
大久保　毅
OKUBO Tsuyoshi
所属
教育研究院 自然科学系 数理物質科学系列 准教授
自然科学研究科 数理物質科学専攻 准教授
理学部 理学科 准教授
職名
准教授
ホームページ
https://tsuyoshi-okubo.com
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 2008年3月   九州大学 ）

  • 修士（理学） （ 2005年3月   九州大学 ）

  • 学士（理学） （ 2003年3月   九州大学 ）

研究キーワード

  • フラストレート磁性体

  • 量子計算

  • 統計物理

  • 計算物理

  • テンソルネットワーク

研究分野

  • 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎

  • 自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系

経歴（researchmap）

  • 東京大学   大学院理学系研究科   客員共同研究員

    2026年4月 - 現在

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  • 新潟大学   自然科学系数理物質科学系列   准教授

    2026年4月 - 現在

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  • 東京大学   大学院理学系研究科量子ソフトウェア寄付講座   特任准教授

    2021年7月 - 2026年3月

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  • 科学技術振興機構   戦略的創造研究推進事業   さきがけ研究者（兼任）

    2019年10月 - 2022年3月

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  • 東京大学   大学院理学系研究科物理学専攻   特任講師

    2017年4月 - 2021年6月

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  • 東京大学   物性研究所   特任研究員

    2016年4月 - 2017年3月

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  • 東京大学   物性研究所   特任研究員（CMSI拠点研究員）

    2012年4月 - 2016年3月

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  • 大阪大学   大学院理学研究科宇宙地球化学専攻   特任研究員

    2008年4月 - 2012年3月

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  • 日本学術振興会   特別研究員（DC1）

    2005年4月 - 2008年3月

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経歴

  • 新潟大学   教育研究院 自然科学系 数理物質科学系列   准教授

    2026年4月 - 現在

  • 新潟大学   理学部 理学科   准教授

    2026年4月 - 現在

  • 新潟大学   自然科学研究科 数理物質科学専攻   准教授

    2026年4月 - 現在

学歴

  • 九州大学   理学府   凝縮系科学専攻

    2003年4月 - 2008年3月

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  • 九州大学   理学部   物理学科

    1999年4月 - 2003年3月

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所属学協会

委員歴

  • 日本物理学会   計算物理領域 運営委員  

    2025年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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  • 日本物理学会   領域３運営委員  

    2023年4月 - 2024年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本物理学会   代議員  

    2019年4月 - 2021年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本物理学会   代議員  

    2017年4月 - 2019年3月   

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    団体区分：学協会

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論文

  • Efficient Tomography of Microwave Photonic Cluster States 査読

    Yoshiki Sunada, Shingo Kono, Jesper Ilves, Takanori Sugiyama, Yasunari Suzuki, Tsuyoshi Okubo, Shuhei Tamate, Yutaka Tabuchi, Yasunobu Nakamura

    PRX Quantum   7 ( 1 )   010323   2026年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    Entanglement among a large number of qubits is a crucial resource for many quantum algorithms. Such many-body states have been efficiently generated by entangling a chain of itinerant photonic qubits in the optical or microwave domain. However, it has remained challenging to fully characterize the generated many-body states by experimentally reconstructing their exponentially large density matrices. Here, we develop an efficient tomography method based on the matrix-product-operator formalism and demonstrate it on a cluster state of up to 35 microwave photonic qubits by reconstructing its 2 35 × 2 35 density matrix. The full characterization enables us to detect the performance degradation of our photon source which occurs only when generating a large cluster state. This tomography method is generally applicable to various physical realizations of entangled qubits and provides an efficient benchmarking method for guiding the development of high-fidelity sources of entangled photons.

    DOI： 10.1103/3vnw-yjd5

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/3vnw-yjd5/fulltext

  • Plastic tensor networks for interpretable generative modeling 査読

    Katsuya O Akamatsu, Kenji Harada, Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    Machine Learning: Science and Technology   7 ( 1 )   015014 - 015014   2026年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

    Abstract

    A structural optimization scheme for a single-layer nonnegative adaptive tensor tree (NATT) that models a target probability distribution is proposed as an alternative paradigm for generative modeling. The NATT scheme, by construction, automatically searches for a tree structure that best fits a given discrete dataset whose features serve as inputs, and has the advantage that it is interpretable as a probabilistic graphical model. We consider the NATT scheme and a recently proposed Born machine ATT optimization scheme and demonstrate their effectiveness on a variety of generative modeling tasks where the objective is to infer the hidden structure of a provided dataset. Our results show that in terms of minimizing the negative log-likelihood, the single-layer scheme has model performance comparable to the Born machine scheme, though not better. The tasks include deducing the structure of binary bitwise operations, learning the internal structure of random Bayesian networks given only visible sites, and a real-world example related to hierarchical clustering where a cladogram is constructed from mitochondrial DNA sequences. In doing so, we also show the importance of the choice of network topology and the versatility of a least-mutual information criterion in selecting a candidate structure for a tensor tree, as well as discuss aspects of these tensor tree generative models including their information content and interpretability.

    DOI： 10.1088/2632-2153/ae3048

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2632-2153/ae3048/pdf

  • TeNeS-v2: Enhancement for real-time and finite temperature simulations of quantum many-body systems 査読

    Yuichi Motoyama, Tsuyoshi Okubo, Kazuyoshi Yoshimi, Satoshi Morita, Tatsumi Aoyama, Takeo Kato, Naoki Kawashima

    Computer Physics Communications   315   109692   2025年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.cpc.2025.109692

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  • Universal scaling laws of absorbing phase transitions in artificial deep neural networks 査読

    Keiichi Tamai, Tsuyoshi Okubo, Truong Vinh, Truong Duy, Naotake Natori, Synge Todo

    Physical Review Research   7   033072   2025年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/jp61-6sp2

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/jp61-6sp2/fulltext

  • Tensor tree learns hidden relational structures in data to construct generative models 査読

    Kenji Harada, Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    Machine Learning: Science and Technology   6 ( 2 )   025002 - 025002   2025年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

    Abstract

    Based on the tensor tree network with the Born machine framework, we propose a general method for constructing a generative model by expressing the target distribution function as the amplitude of the quantum wave function represented by a tensor tree. The key idea is dynamically optimizing the tree structure that minimizes the bond mutual information. The proposed method offers enhanced performance and uncovers hidden relational structures in the target data. We illustrate potential practical applications with four examples: (i) random patterns, (ii) QMNIST handwritten digits, (iii) Bayesian networks, and (iv) the pattern of stock price fluctuation pattern in S&P500. In (i) and (ii), the strongly correlated variables were concentrated near the center of the network; in (iii), the causality pattern was identified; and in (iv), a structure corresponding to the eleven sectors emerged.

    DOI： 10.1088/2632-2153/adc2c7

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2632-2153/adc2c7/pdf

  • Spin Seebeck Effect as a Probe for Majorana Fermions in Kitaev Spin Liquids 査読

    Yasuyuki Kato, Joji Nasu, Masahiro Sato, Tsuyoshi Okubo, Takahiro Misawa, Yukitoshi Motome

    Physical Review X   15 ( 1 )   011050   2025年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    Quantum entanglement in strongly correlated electron systems often leads to exotic elementary excitations. Quantum spin liquids provide a paradigmatic example, where the elementary excitations are described by fractional quasiparticles such as spinons. However, such fractional quasiparticles behave differently from electrons, making their experimental identification challenging. Here, we theoretically investigate the spin Seebeck effect, which is a thermoelectric response via a spin current, as an efficient probe of the fractional quasiparticles in quantum spin liquids, focusing on the Kitaev honeycomb model. By comprehensive studies using real-time dynamics, perturbation theory, and linear spin-wave theory based on the tunnel spin-current theory, we find that the spin current is induced by thermal gradient in the Kitaev spin liquid via the low-energy fractional Majorana excitations. This identification underscores the ability of Majorana fermions to carry spin current, despite lacking spin angular momentum. Furthermore, we find that the induced spin current changes its sign depending on the sign of the Kitaev interaction, indicating that the Majorana fermions contribute to the spin current with (up-) down-spin-like nature when the exchange coupling is (anti)ferromagnetic. Thus, in contrast to the negative spin current already found in a one-dimensional quantum spin liquid, our calculation reveals that the spin Seebeck effect can exhibit either positive or negative signals, contingent upon the nature of fractional excitations in the quantum spin liquids. We also clarify contrasting field-angle dependence between the Kitaev spin liquid in the low-field limit and the high-field ferromagnetic state, which is useful for the experimental identification. Our finding suggests that the spin Seebeck effect could be used not only to detect fractional quasiparticles emerging in quantum spin liquids but also to generate and control them.

    Published by the American Physical Society 2025

    DOI： 10.1103/physrevx.15.011050

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevX.15.011050/fulltext

  • Nuclear norm regularized loop optimization for tensor network 査読

    Kenji Homma, Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    Physical Review Research   6 ( 4 )   043102   2024年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    We propose a loop optimization algorithm based on nuclear norm regularization for the tensor network. The key ingredient of this scheme is to introduce a rank penalty term proposed in the context of data processing. Compared to the standard variational periodic matrix product states method, this algorithm can circumvent the local minima related to short-ranged correlation in a simpler fashion. We demonstrate its performance when used as a part of the tensor network renormalization algorithms [S. Yang, Z.-C. Gu, and X.-G. Wen, ] for the critical two-dimensional Ising model. The scale invariance of the renormalized tensors is attained with higher accuracy while the higher parts of the scaling dimension spectrum are obtained in a more stable fashion.

    Published by the American Physical Society 2024

    DOI： 10.1103/physrevresearch.6.043102

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevResearch.6.043102/fulltext

  • Quantum phase transition between spin liquid and spin nematics in spin-1 Kitaev honeycomb model 査読

    Tohru Mashiko, Tsuyoshi Okubo

    Physical Review Research   6 ( 3 )   033110   2024年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    Besides the exactly solvable spin-1/2 Kitaev model, higher spin-S ones, not exactly solvable, are promising playgrounds for researches on the quantum spin liquid as well. One of the main interests in higher spin-S cases is the interplay between the Kitaev spin liquid (KSL) and spin nematics. We probe this interplay in a spin-1 model on the honeycomb lattice with competing bilinear-biquadratic and Kitaev interactions. Utilizing the 2D infinite projected entangled-pair state (iPEPS), we map out the phase diagram for the ferro-biquadratic interaction. In the phase diagram, we discover the direct phase transitions between the KSL phases and ferro-quadrupolar ordered spin nematic phase, which we call the FQ phase. It has been revealed that the ferro KSL exhibits robustness against perturbations from ferro-quadrupolar interactions. Also, the FQ phase is extended to the parameter region near the antiferro-Kitaev limit.

    Published by the American Physical Society 2024

    DOI： 10.1103/physrevresearch.6.033110

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevResearch.6.033110/fulltext

  • Hunting for quantum-classical crossover in condensed matter problems 査読

    Nobuyuki Yoshioka, Tsuyoshi Okubo, Yasunari Suzuki, Yuki Koizumi, Wataru Mizukami

    npj Quantum Information   10 ( 1 )   2024年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    The intensive pursuit for quantum advantage in terms of computational complexity has further led to a modernized crucial question of when and how will quantum computers outperform classical computers. The next milestone is undoubtedly the realization of quantum acceleration in practical problems. Here we provide a clear evidence and arguments that the primary target is likely to be condensed matter physics. Our primary contributions are summarized as follows: 1) Proposal of systematic error/runtime analysis on state-of-the-art classical algorithm based on tensor networks; 2) Dedicated and high-resolution analysis on quantum resource performed at the level of executable logical instructions; 3) Clarification of quantum-classical crosspoint for ground-state simulation to be within runtime of hours using only a few hundreds of thousand physical qubits for 2d Heisenberg and 2d Fermi-Hubbard models, assuming that logical qubits are encoded via the surface code with the physical error rate of p = 10<sup>−3</sup>. To our knowledge, we argue that condensed matter problems offer the earliest platform for demonstration of practical quantum advantage that is order-of-magnitude more feasible than ever known candidates, in terms of both qubit counts and total runtime.

    DOI： 10.1038/s41534-024-00839-4

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    その他リンク： https://www.nature.com/articles/s41534-024-00839-4

  • Quantum spin state stabilized by coupling with classical spins 査読

    H. Yamaguchi, T. Okubo, A. Matsuo, T. Kawakami, Y. Iwasaki, T. Takahashi, Y. Hosokoshi, K. Kindo

    Physical Review B   109 ( 10 )   2024年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.109.l100404

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.109.L100404/fulltext

  • Possibility of a Topological Phase Transition in Two-dimensional <i>RP</i><sup>3</sup> Model 査読

    Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    Journal of the Physical Society of Japan   92 ( 11 )   114701-1 - 114701-7   2023年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Physical Society of Japan  

    DOI： 10.7566/jpsj.92.114701

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  • TeNeS: Tensor network solver for quantum lattice systems 査読

    Yuichi Motoyama, Tsuyoshi Okubo, Kazuyoshi Yoshimi, Satoshi Morita, Takeo Kato, Naoki Kawashima

    Computer Physics Communications   279   108437 - 108437   2022年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cpc.2022.108437

    Web of Science

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  • Optimized implementation for calculation and fast-update of Pfaffians installed to the open-source fermionic variational solver mVMC 査読

    RuQing G. Xu, Tsuyoshi Okubo, Synge Todo, Masatoshi Imada

    Computer Physics Communications   277   108375 - 108375   2022年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.cpc.2022.108375

    Web of Science

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  • Bond-weighted tensor renormalization group 査読

    Daiki Adachi, Tsuyoshi Okubo, Synge Todo

    Physical Review B   105 ( 6 )   L060402-1 - L060402-6   2022年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.105.l060402

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.105.L060402/fulltext

  • Phase shift in skyrmion crystals 査読

    Satoru Hayami, Tsuyoshi Okubo, Yukitoshi Motome

    Nature Communications   12 ( 1 )   6927   2021年12月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1038/s41467-021-27083-0

    Scopus

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    その他リンク： https://www.nature.com/articles/s41467-021-27083-0

  • Gapped ground state in a spin-12 frustrated square lattice 査読

    H. Yamaguchi, N. Uemoto, T. Okubo, Y. Kono, S. Kittaka, T. Sakakibara, T. Yajima, S. Shimono, Y. Iwasaki, Y. Hosokoshi

    Physical Review B   104 ( 6 )   L060411   2021年8月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.104.l060411

    Scopus

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.104.L060411/fulltext

  • Quantum critical phenomena in a spin-12 frustrated square lattice with spatial anisotropy 査読

    H. Yamaguchi, Y. Iwasaki, Y. Kono, T. Okubo, S. Miyamoto, Y. Hosokoshi, A. Matsuo, T. Sakakibara, T. Kida, M. Hagiwara

    Physical Review B   103 ( 22 )   L220407   2021年6月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.103.l220407

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.103.L220407/fulltext

  • Anisotropic tensor renormalization group 査読

    Daiki Adachi, Tsuyoshi Okubo, Synge Todo

    Physical Review B   102 ( 5 )   054432   2020年8月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.102.054432

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.102.054432/fulltext

  • Zero-energy excitation in the classical kagome antiferromagnet NaBa2Mn3F11 査読

    Shohei Hayashida, Hajime Ishikawa, Yoshihiko Okamoto, Tsuyoshi Okubo, Zenji Hiroi, Gøran J. Nilsen, Hannu Mutka, Takatsugu Masuda

    Physical Review B   101 ( 21 )   1 - 6   2020年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.101.214409

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.101.214409/fulltext

  • Magnetic field induced quantum phases in a tensor network study of Kitaev magnets 査読 国際共著

    Hyun-Yong Lee, Ryui Kaneko, Li Ern Chern, Tsuyoshi Okubo, Youhei Yamaji, Naoki Kawashima, Yong Baek Kim

    Nature Communications   11 ( 1 )   1639   2020年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1038/s41467-020-15320-x

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    その他リンク： http://www.nature.com/articles/s41467-020-15320-x

  • Abelian and non-Abelian chiral spin liquids in a compact tensor network representation 査読

    Hyun-Yong Lee, Ryui Kaneko, Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    Physical Review B   101 ( 3 )   035140-1   2020年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/physrevb.101.035140

    Web of Science

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    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.101.035140/fulltext

  • Multiple- q states of the J1−J2 classical honeycomb-lattice Heisenberg antiferromagnet under a magnetic field 査読

    Tokuro Shimokawa, Tsuyoshi Okubo, Hikaru Kawamura

    Physical Review B   100 ( 22 )   224404   2019年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society (APS)  

    DOI： 10.1103/physrevb.100.224404

    researchmap

    その他リンク： http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.100.224404/fulltext

  • Gapless Kitaev Spin Liquid to Classical String Gas through Tensor Networks 査読

    Hyun-Yong Lee, Ryui Kaneko, Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    Physical Review Letters   123 ( 8 )   087203   2019年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.123.087203

    Web of Science

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  • A series of magnon crystals appearing under ultrahigh magnetic fields in a kagomé antiferromagnet 査読

    R. Okuma, D. Nakamura, T. Okubo, A. Miyake, A. Matsuo, K. Kindo, M. Tokunaga, N. Kawashima, S. Takeyama, Z. Hiroi

    Nature Communications   10 ( 1 )   1229   2019年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/s41467-019-09063-7

    Scopus

    PubMed

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  • Field-enhanced quantum fluctuation in an S=1/2 frustrated square lattice 査読

    H. Yamaguchi, Y. Sasaki, T. Okubo, M. Yoshida, T. Kida, M. Hagiwara, Y. Kono, S. Kittaka, T. Sakakibara, M. Takigawa, Y. Iwasaki, Y. Hosokoshi

    Physical Review B   98   094402   2018年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.98.094402

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  • Magnetic state selected by magnetic dipole interaction in the kagome antiferromagnet NaBa2 Mn3 F11 査読

    Shohei Hayashida, Hajime Ishikawa, Yoshihiko Okamoto, Tsuyoshi Okubo, Zenji Hiroi, Maxim Avdeev, Pascal Manuel, Masato Hagihala, Minoru Soda, Takatsugu Masuda

    Physical Review B   97 ( 5 )   054411   2018年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.97.054411

    Scopus

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  • Quantum phase transitions driven by rhombic-type single-ion anisotropy in the S=1 Haldane chain 査読

    Yu-Chin Tzeng, Hiroaki Onishi, Tsuyoshi Okubo, Ying-Jer Kao

    PHYSICAL REVIEW B   96 ( 6 )   060404(R)   2017年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.96.060404

    Web of Science

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  • Weak ferromagnetic order breaking the threefold rotational symmetry of the underlying kagome lattice in CdCu3(OH)6(NO3)2⋅H2O 査読

    R. Okuma, T. Yajima, D. Hamane, T. Okubo, Z. Hiroi

    Physical Review B   95 ( 9 )   095427   2017年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.95.094427

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  • Massively parallel Monte Carlo simulation of a possible topological phase transition in two-dimensional frustrated spin systems 招待

    Tsuyoshi Okubo

    ISSP Supercomputer Activity Report 2016   2017年

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    記述言語：英語  

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  • Ground state properties of $\mathrm{Na_2IrO_3}$ determined from $\textit{ab initio}$ Hamiltonian and its extensions containing Kitaev and extended Heisenberg interactions 査読

    Tsuyoshi Okubo, Kazuya Shinjo, Youhei Yamaji, Naoki Kawashima, Shigetoshi Sota, Takami Tohyama, Masatoshi Imada

    Physical Review B   96   054434   2016年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    We investigate the ground state properties of $\mathrm{Na_2IrO_3}$ based on
    numerical calculations of the recently proposed {\it ab initio} Hamiltonian
    represented by Kitaev and extended Heisenberg interactions. To overcome the
    limitation posed by small tractable system sizes in the exact diagonalization
    study employed in a previous study (Yamaji $\textit{et al.}$, Phys. Rev. Lett.
    $\textbf{113}$, 107201 (2014)), we apply two-dimensional density matrix
    renomalization group, and infinite-size tensor-network method. By calculating
    at much larger system sizes, we critically test the validity of the exact
    diagonalization results. The results consistently indicate that the ground
    state of $\mathrm{Na_2IrO_3}$ is a magnetically ordered state with zigzag
    configuration in agreement with experimental observations and the previous
    diagonalization study. Applications of the two independent methods in addition
    to the exact diagonalization study further uncover a consistent and rich phase
    diagram near the zigzag phase beyond the accessibility of the exact
    diagonalization. For example, in the parameter space away from the $\textit{ab
    initio}$ value of $\mathrm{Na_2IrO_3}$ controlled by the trigonal distortion,
    we find three phases: (i) an ordered phase with the magnetic moment aligned
    mutually in $120$ degrees orientation on every third hexagon, (ii) a
    magnetically ordered phase with a $16$-site unit-cell, and (iii) an ordered
    phase with presumably incommensurate periodicity of the moment. It suggests
    that potentially rich magnetic structures may appear in
    $A_\mathrm{2}\mathrm{IrO_3}$ compounds for $A$ other than Na. The present
    results also serve to establish the accuracy of the first-principles approach
    in reproducing the available experimental results thereby further contribute to
    find a route to realize the Kitaev spin liquid.

    DOI： 10.1103/PhysRevB.96.054434

    arXiv

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  • Experimental Realization of a Quantum Pentagonal Lattice 査読

    Hironori Yamaguchi, Tsuyoshi Okubo, Shunichiro Kittaka, Toshiro Sakakibara, Koji Araki, Kenji Iwase, Naoki Amaya, Toshio Ono, Yuko Hosokoshi

    SCIENTIFIC REPORTS   5   15327   2015年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1038/srep15327

    Web of Science

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  • SU(N) Heisenberg model with multicolumn representations 査読

    Tsuyoshi Okubo, Kenji Harada, Jie Lou, Naoki Kawashima

    PHYSICAL REVIEW B   92 ( 13 )   134404   2015年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.92.134404

    Web of Science

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  • Scaling relation for dangerously irrelevant symmetry-breaking fields 査読

    Tsuyoshi Okubo, Kosei Oshikawa, Hiroshi Watanabe, Naoki Kawashima

    PHYSICAL REVIEW B   91 ( 17 )   174417   2015年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.91.174417

    Web of Science

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  • Snapshot Spectrum and Critical Phenomenon for Two-Dimensional Classical Spin Systems 査読

    Yukinari Imura, Tsuyoshi Okubo, Satoshi Morita, Kouichi Okunishi

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   83 ( 11 )   114002   2014年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.7566/JPSJ.83.114002

    Web of Science

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  • Field-induced incommensurate phase in the strong-rung spin ladder with ferromagnetic legs 査読

    H. Yamaguchi, H. Miyagai, M. Yoshida, M. Takigawa, K. Iwase, T. Ono, N. Kase, K. Araki, S. Kittaka, T. Sakakibara, T. Shimokawa, T. Okubo, K. Okunishi, A. Matsuo, Y. Hosokoshi

    PHYSICAL REVIEW B   89 ( 22 )   220402   2014年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.89.220402

    Web of Science

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  • Kagome-Triangular Lattice Antiferromagnet NaBa2Mn3F11 査読

    Hajime Ishikawa, Tsuyoshi Okubo, Yoshihiko Okamoto, Zenji Hiroi

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   83 ( 4 )   043703   2014年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.7566/JPSJ.83.043703

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  • Possibility of deconfined criticality in SU(N) Heisenberg models at small N 査読

    Kenji Harada, Takafumi Suzuki, Tsuyoshi Okubo, Haruhiko Matsuo, Jie Lou, Hiroshi Watanabe, Synge Todo, Naoki Kawashima

    PHYSICAL REVIEW B   88 ( 22 )   220408(R)   2013年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.88.220408

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  • Various regimes of quantum behavior in an S=1/2 Heisenberg antiferromagnetic chain with fourfold periodicity 査読

    H. Yamaguchi, T. Okubo, K. Iwase, T. Ono, Y. Kono, S. Kittaka, T. Sakakibara, A. Matsuo, K. Kindo, Y. Hosokoshi

    PHYSICAL REVIEW B   88 ( 17 )   174410   2013年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.88.174410

    Web of Science

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  • Multiple-q states and skyrmion lattice in frustrated triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet 招待

    Tsuyoshi Okubo, Hikaru Kawamura

    ISSP Supercomputer Activity Report 2012   2013年

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    記述言語：英語  

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  • Finite-Temperature Transition of the Antiferromagnetic Heisenberg Model on a Distorted Kagome Lattice 査読

    Hiroshi Masuda, Tsuyoshi Okubo, Hikaru Kawamura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   109 ( 5 )   057201   2012年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.109.057201

    Web of Science

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  • Multiple-q States and the Skyrmion Lattice of the Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnet under Magnetic Fields 査読

    Tsuyoshi Okubo, Sungki Chung, Hikaru Kawamura

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   108 ( 1 )   017206   2012年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.108.017206

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  • Cubic and noncubic multiple-q states in the Heisenberg antiferromagnet on the pyrochlore lattice 査読

    Tsuyoshi Okubo, Trung Hai Nguyen, Hikaru Kawamura

    PHYSICAL REVIEW B   84 ( 14 )   144432   2011年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.84.144432

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  • Novel Spin-Liquid States in the Frustrated Heisenberg Antiferromagnet on the Honeycomb Lattice 査読

    Soichiro Okumura, Hikaru Kawamura, Tsuyoshi Okubo, Yukitoshi Motome

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   79 ( 11 )   114705 - 114705   2010年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JPSJ.79.114705

    Web of Science

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  • Signature of a Z(2) Vortex in the Dynamical Correlations of the Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnet 査読

    Tsuyoshi Okubo, Hikaru Kawamura

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   79 ( 8 )   084706   2010年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JPSJ.79.084706

    Web of Science

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  • Phase transition of the three-dimensional chiral GL model — search fo the chiral phase 査読

    T. Okubo, H. Kawamura

    Physical Review B   82 ( 1 )   014404   2010年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.82.014404

    Web of Science

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  • Z(2)-Vortex Ordering of the Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnet 査読

    Hikaru Kawamura, Atsushi Yamamoto, Tsuyoshi Okubo

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   79 ( 2 )   023701   2010年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1143/JPSJ.79.023701

    Web of Science

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  • Mean-field analysis of phase transitions in the emergence of hierarchical society” 査読

    T. Okubo, T. Odagaki

    Physical Review E   76 ( 3 )   036105   2007年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevE.76.036105

    Web of Science

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  • Dissipative process under a boundary perturbation 査読

    Tsuyoshi Okubo, Takashi Odagaki

    Physical Review E   73 ( 2 )   026128   2006年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevE.73.026128

    Scopus

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  • Packing and Percolation of poly-disperse discs and spheres

    Takashi Odagaki, Tsuyoshi Okubo, Ryusei Ogata, Keiji Okazaki

    The Proceedings of Second COE Workshop on Sphere Packings   187 - 197   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Random packing of binary hard discs 査読

    T Okubo, T Odagaki

    JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER   16 ( 37 )   6651 - 6659   2004年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1088/0953-8984/16/37/002

    Web of Science

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書籍等出版物

  • Advanced Mathematical Science for Mobility Society

    （ 担当： 分担執筆）

    Springer-Nature New York Inc  2024年4月  （ ISBN:9819997747 ）

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    総ページ数：215  

    ASIN

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  • 現代の物性物理学 (物理学叢書111)

    小田垣 孝, 吉留 崇, 大久保 毅（ 担当： 共訳）

    吉岡書店  2021年9月  （ ISBN:4842703733 ）

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    総ページ数：612  

    ASIN

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MISC

  • 物性物理における「量子加速」の探索 招待

    吉岡 信行, 大久保 毅, 鈴木 泰成, 水上 渉

    応用物理   93 ( 3 )   165 - 168   2024年3月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    DOI： 10.11470/oubutsu.93.3_165

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  • 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   57 ( 11 )   633 - 642   2022年11月

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  • 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年11月

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  • 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年2月

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 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   72 ( 10 )   2017年10月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 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   67 ( 7 )   2012年7月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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講演・口頭発表等

  • Tensor network approaches for condensed matter physics 招待

    Tsuyoshi Okubo

    16th Symposium on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciences  2024年10月 

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    開催年月日： 2024年10月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットネットワーク法による二次元量子格子模型の解析 招待

    大久保毅

    物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の現在と未来」  2024年4月 

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    開催年月日： 2024年4月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor-Network-Based Approach to Kitaev Spin Liquid 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Annual Meeting of the Physical Society of Taiwan 2024  2024年1月 

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    開催年月日： 2024年1月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Quantum-classical entangled approach using tensor networks for investigating quantum spin liquid 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Mini-workshop: Tensor Network algorithms and applications 2024  2024年1月 

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    開催年月日： 2024年1月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットワーク状態による二次元フラストレート磁性体の解析と有限温度への拡張 招待

    大久保毅

    Tensor Network 2023  2023年11月 

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    開催年月日： 2023年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットワークと量子計算 招待

    大久保毅

    場の理論の新しい計算方法2023  2023年10月 

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    開催年月日： 2023年10月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットワークによる量子古典エンタングルアルゴリズムの提案 招待

    大久保毅

    物性研究のための量子アルゴリズム最前線  2023年3月 

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    開催年月日： 2023年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network representation of Kitaev spin liquid and its application to quantum circuit-based variation calculations 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Novel Quantum States in Condensed Matter 2022 (NQS2022)  2022年11月 

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    開催年月日： 2022年10月 - 2022年12月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network approach to Kitaev spin liquid 招待

    Tsuyoshi Okubo

    The 15th Asia Pacific Physics Conference  2022年8月 

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    開催年月日： 2022年8月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットワーク法の量子多体問題への適用と量子計算機への展開 招待

    大久保毅

    量子多体計算のフロンティア  2022年3月 

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    開催年月日： 2022年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 量子物理とテンソルネットワーク 招待

    大久保毅

    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  2021年12月 

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    開催年月日： 2021年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 拡張キタエフ模型における熱ホール伝導度の数値的研究 招待

    大久保毅

    キタエフ量子スピン液体研究の新展開  2021年8月 

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    開催年月日： 2021年8月

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Large spin fluctuation in the magnetization process of frustrated square lattice Heisenberg magnets 招待

    Tsuyoshi Okubo

    The International Workshop on Quantum Magnets in Extreme Conditions  2021年3月 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2021年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor Network study of honeycomb lattice Kitaev model 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Recent progress in theoretical physics based on quantum information theory  2021年3月 

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    開催年月日： 2021年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Finite-temperature tensor-network methods for quantum spin systems and their application to extended Kitaev model 招待

    Tsuyoshi Okubo

    APS Global Physics Summit 2026  2026年3月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Applications of Tensor Networks to Finite-Temperature Quantum States and Machine Learning 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Current and Future Computational Approaches to Quantum Many-Body Systems 2026 (CompQMB2026)  2026年3月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Quantum computing and tensor networks: Applications to quantum many-body problems and machine learning 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Bridging Realities: Quantum Computing Meets Artificial Intelligence  2025年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Thermal Hall transport in Kitaev and Kagome-lattice spin systems 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Tensor Network States: Algorithms and Applications (TNSAA) 2025  2025年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 今後の計算物質科学におけるソフトウェア開発のあり方について 招待

    大久保毅

    物性研究所ソフトウェア開発・高度化プロジェクト研究会 〜計算物質科学の発展を支えるオープンソースソフトウェアの開発と普及  2025年10月 

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    記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

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  • テンソルネットワーク法による量子スピン模型解析ソフトウェアの開発 招待

    大久保毅

    物性研究所ソフトウェア開発・高度化プロジェクト研究会 〜計算物質科学の発展を支えるオープンソースソフトウェアの開発と普及  2025年10月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットワーク法を用いた磁性体の研究 招待

    大久保毅

    磁気記録・情報ストレージ研究会（MRIS）  2025年10月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Quantum-classical hybrid approach via tensor networks 招待

    Tsuyoshi Okubo

    日本物理学会第80回年次大会シンポジウム「Computational materials science based on quantum-classical hybrid algorithms」  2025年9月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Generative Models Using Tensor Networks and Their Embedding into Quantum Circuits 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Q2B25 Toky  2025年5月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットワーク法による二次元量子スピン系の有限温度物性の解析 招待

    大久保毅

    物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「機械学習と計算物性科学の未来」  2025年4月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 量子技術の応用:量子多体問題と機械学習への展開 招待

    大久保毅

    第三回 Agora 講演会 ―現在の量子技術とその先―  2025年3月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor Network approaches to quantum spin liquid 招待

    Tsuyoshi Okubo

    The 38th Annual CSP Workshop  2025年2月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Application of Tensor Network States and Their Embeddings to Quantum Circuit 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Korea-US-Japan Quantum International Collaborative Research Workshop 2025  2025年2月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor Network Methods for Quantum Many-Body Problems 招待

    Tsuyoshi Okubo

    International Workshop on Massively Parallel Programming for Quantum Chemistry and Physics (MPQCP 2025)  2025年1月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Recent progress in tensor network approach for condensed matter physics 招待

    Tsuyoshi Okubo

    KEK-THEORY Workshop 2024  2024年12月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network Approaches to S=1/2 and S=1 Kitaev spin liquids 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Correlated Quantum Materials + beyond  2024年11月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor Network and Quantum Computing 招待

    Tsuyoshi Okubo

    Q2B24 Tokyo  2024年7月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network approach to two-dimensional frustrated spin system 招待

    Tsuyoshi Okubo

    APCTP-IACS-SNBNCBS Workshop on Computational Methods for Emergent Quantum Matter: From Theoretical Concepts to Experimental Realization,  2022年11月 

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    会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

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  • テンソルネットワーク法による量子スピン系の基底状態計算 招待

    大久保毅

    物性研究所スパコン共同利用・CCMS 合同研究会「計算物質科学の新展開 2020」  2020年12月 

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  • Tensor network study on extended Kitaev models 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    The 33rd Annual CSP Workshop  2020年2月 

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    記述言語：英語  

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  • Anisotropic tensor renormalization group and BTRG 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    Workshop on Tensor Network States: Algorithms and Applications  2019年12月 

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  • Tensor network approach to frustrated spin systems 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    Computational Approaches to Quantum Many-body Problems  2019年8月 

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    記述言語：英語  

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  • Large spin fluctuation in the magnetization process of frustrated square lattice Heisenberg model 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    Computational Approaches to Quantum Many-body Problems  2019年8月 

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  • Tensor network study on Kitaev materials: Search for Kitaev spin liquid 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    The 2nd Asia Pacific Workshop on Quantum Magnetism (APFM2018)  2018年12月 

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  • フラストレートした正方格子ハイゼンベルグ模型における大きなスピン揺らぎと1/2磁化プラトー 招待

    大久保毅

    スピン系物理の最前線  2018年11月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network quantum states and their application to condensed matter physics 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    Interdisciplinary Workshop on Tensor Network  2018年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network study on Kitaev material 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    International Conference on Magnetism (ICM) 2018  2018年7月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 並列モンテカルロ法によるフラストレート磁性体におけるトポロジカル転移の探求 招待

    大久保毅, 川島直輝

    物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の今と未来」  2018年4月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network study on Kitaev materials 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo

    Novel Quantum States in Condensed Matter 2017  2017年11月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • テンソルネットワーク法によるS=1/2カゴメ格子模型の磁化過程の研究 招待

    大久保毅

    Conference on Unusual Physics in Kagome Lattice  2017年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Magnetization process of kagome lattice Heisenberg antiferromagnets: 1/3 plateau state and effects of Dzyaloshinskii-Moriya interaction 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    International Workshop on Tensor Networks and Quantum Many-Body Problems (TNQMP2016)  2016年7月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network study on magnetization process of the kagome lattice Heisenberg antiferromagnets 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    Trends in Theory of Correlated Materials 2016 (TTCM2016)  2016年5月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Ground state properties of frustrated honeycomb and kagome lattice antiferromagnets 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    The 75th Okazaki Conference Tensor Network States: Algorithms and Applications 2016  2016年1月 

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    記述言語：英語  

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  • フラストレーションが生み出す磁性体の新奇秩序 招待

    大久保毅

    ナノ構造・物性-ナノ機能・応用部会合同シンポジウム「若い力が切り拓くナノサイエンス・テクノロジー」  2014年12月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • PESPテンソルネットワークを用いた量子スピン模型の基底状態計算 招待

    大久保毅

    量子多体系の新しい潮流ーテンソルネットワーク・繰り込み群・エンタングルメントー  2014年12月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Ground state calculation of the generalized Kitaev-Heisenberg model using PEPS tensor network method 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    CMSI International Workshop 2014: Tensor Network Algorithms in Materials Science  2014年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Tensor network renormalization study of the distorted Kitaev-Heisenberg model 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo, Naoki Kawashima

    CMSI Kobe International Satellite Meeting 2013:Recent Progress in Tensor Network Algorithms  2013年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Multiple-Q states and the skyrmion lattice of the triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet under magnetic fields 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubbo, Chung Songki, Hikaru Kawamura

    Trends in Theory of Correlated Materials 2013  2013年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Ordering and Dynamics of Topological Excitation in Frustrated Magnets 招待 国際会議

    Tsuyoshi Okubo, Sungki Chung, Hikaru Kawamura

    26th Annual CSP Workshop  2013年2月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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受賞

  • 第８回日本物理学会若手奨励賞

    2014年3月   フラストレート磁性体におけるトポロジカル相転移と多重Q秩序の研究

    大久保毅

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 量子古典融合アルゴリズムが拓く計算物質科学

    研究課題/領域番号：23H03816

    2023年4月 - 2026年3月

    制度名：科学研究費助成事業

    研究種目：学術変革領域研究(B)

    提供機関：日本学術振興会

    品岡 寛, 大久保 毅, 藤堂 眞治, 水上 渉, 播木 敦, 北谷 基治

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：32240000円 （ 直接経費：24800000円 、 間接経費：7440000円 ）

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  • 波動関数理論と量子アルゴリズムの融合

    研究課題/領域番号：23H03818

    2023年4月 - 2026年3月

    制度名：科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B)

    研究種目：学術変革領域研究(B)

    提供機関：日本学術振興会

    大久保 毅, 三澤 貴宏, 山地 洋平, 森田 悟史, 井戸 康太

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：36790000円 （ 直接経費：28300000円 、 間接経費：8490000円 ）

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  • 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

    研究課題/領域番号：22K18682

    2022年6月 - 2025年3月

    制度名：科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)

    研究種目：挑戦的研究(萌芽)

    提供機関：日本学術振興会

    大久保 毅

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：6370000円 （ 直接経費：4900000円 、 間接経費：1470000円 ）

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  • 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

    研究課題/領域番号：23K22450

    2022年4月 - 2025年3月

    制度名：科学研究費助成事業

    研究種目：基盤研究(B)

    提供機関：日本学術振興会

    大久保 毅

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    配分額：17030000円 （ 直接経費：13100000円 、 間接経費：3930000円 ）

    本年度の研究では、テンソルネットワーク法に基づくフラストレート磁性体の解析手法として、特に、有限温度状態、励起状態の計算手法の確立を目指し、(i)有限温度計算の高精度化と(ii)励起状態計算法の開発を行った。
    <BR>
    (i)有限温度計算の高精度化においては、有限温度状態を記述する密度演算子をテンソルネットワークで表現するアプローチを検討した。密度演算子のテンソルネットワーク表現では、密度演算子を純粋状態とみなすpurificationに基づいたテンソルネットワーク表現と、密度行列を演算子として取り扱うテンソルネットワーク表現の双方を比較し、現状の最適化手法では、後者の方が低温状態をよく表現できることを確認した。また、後者の表現において、無限に大きな系での最適化を検討し、直接結合した最近接の二つのテンソルだけを考慮した最適化ではなく、複数テンソルのクラスターを用いた最適化により低温領域の計算精度が上がることも再確認できた。加えて、対象とするフラストレート磁性体に合わせて、密度行列を近似するテンソルネットワークの構造を変えることでも、虚時間発展の近似精度が向上することも明らかとなった。
    <BR>
    (ii)励起状態計算法の開発では、基底状態に不純物テンソルを挿入する励起状態計算方法の指針を検討したが、与えられたテンソルネットワーク表現を最適化する手法について、複数の可能性を比較している段階に留まっており、さらなる検討と実問題での検証が必要である。

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  • 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

    研究課題/領域番号：22H01179

    2022年4月 - 2025年3月

    制度名：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    研究種目：基盤研究(B)

    提供機関：日本学術振興会

    大久保 毅

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：17030000円 （ 直接経費：13100000円 、 間接経費：3930000円 ）

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  • 量子スピン液体におけるマヨラナ粒子の創出と制御

    研究課題/領域番号：20H00122

    2020年4月 - 2025年3月

    制度名：科学研究費助成事業 基盤研究(A)

    研究種目：基盤研究(A)

    提供機関：日本学術振興会

    求 幸年, 大久保 毅, 那須 譲治, 加藤 康之, 三澤 貴宏

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：44590000円 （ 直接経費：34300000円 、 間接経費：10290000円 ）

    研究計画に沿って研究を推進し、以下の研究成果を得た。(0) 計算機環境の構築：本研究計画をスムーズに遂行するために、新しいPCクラスタシステム一式及び計算サーバーを導入し、代表者と分担者で共有して使用できる計算機環境を構築した。(1) キタエフ量子スピン液体が実現する新たな舞台を探索する目的で、高スピン系や冷却原子系を念頭に置いた数値計算を行い、キタエフ量子スピン液体が実現するパラメタ領域を明らかにした。(2) 乱れのあるキタエフ模型における熱力学量や熱ホール伝導度の計算を行い、サイト欠陥とボンド乱れに対して対照的な振る舞いが現れるを明らかにした。(3) キタエフ量子スピン液体においてスピンの分数化によって現れるフラックスを自在に生成し制御する手法として、局所的な格子歪みの効果を調べ、実際に生成・移動・交換等の操作が可能なことを示した。(4) キタエフ量子スピン液体に対する交代磁場の効果を調べる目的で、マヨラナのバンド構造や熱伝導係数を調べた。(5) キタエフ量子スピン液体へのスピン流注入に関する研究に着手し、計算のフレームワークの整備と予備的な数値計算を行った。(6) 磁場中で現れる半整数量子化熱ホール効果に関して、非キタエフ相互作用、磁場、温度の効果を網羅的に調べるため、計算のフレームワークの整備と予備的な数値計算を行った。(7) キタエフ候補物質α-RuCl3が磁場中で示すトポロジカル相転移に関して、実験グループとの共同研究をおこなった。

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  • 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

    2019年10月 - 2023年3月

    制度名：さきがけ

    提供機関：科学技術振興機構

    大久保毅

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

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  • 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

    研究課題/領域番号：19K03740

    2019年4月 - 2022年3月

    制度名：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

    研究種目：基盤研究(C)

    提供機関：日本学術振興会

    大久保 毅

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    昨年度の研究により、密度行列のテンソルネットワーク表示としては、purificaiton を用いない直接表現の方が優れていることが明らかとなった。一方で、キタエフスピン液体などの興味深い基底状態を持つ系では、低温での計算精度が不十分であることも徐々に明らかとなっていた。この状況を踏まえ、本年度は、計算精度の向上を目指した二つの試みを行った。
    まず、無限に大きな二次元量子スピン系において、従来法で計算精度が低くなる原因を検証したところ、Suzuki-Trotter分解した虚時間発展演算子をかけた後のテンソル最適化が不十分であることが一つの問題であることが判明した。この点を解決するため、従来の２サイトだけに注目した最適化範囲を拡張し、複数サイトで最適化を行うクラスター最適化法を考案した。このクラスター最適化法を基底状態が量子スピン液体になっているキタエフ模型に適用したところ、低温比熱の計算精度が大幅に向上することが明らかとなった。クラスター最適化法は従来法に比べて計算量の増加もそれほど多くないため、今後、より大きなテンソルを用いた計算により、無限に大きな二次元量子スピン系の有限温度計算が高精度に行える目処がたった。
    第二に、最適化の問題を大幅に改善するために、無限に広がった二次元ではなく、有限サイズの二次元系を考え、その密度行列を一次元のテンソル積状態（行列積状態）で近似する手法を検討した。行列積状態は、カノニカル形式と呼ばれる、二次元以上のテンソル積状態にはない、規格化された表現が存在しており、高精度のテンソル最適化が可能であることが知られている。この点に着目し、磁場中のキタエフ模型で種々の物性について精度検証を行った結果、課題だった比熱を含め、実験的に注目されている熱伝導度などの複雑な物理量も高精度で計算可能であることが明らかになった。

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  • 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奇秩序探索

    研究課題/領域番号：15K17701

    2015年4月 - 2019年3月

    制度名：科学研究費助成事業 若手研究(B)

    研究種目：若手研究(B)

    提供機関：日本学術振興会

    大久保 毅

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    本研究では、二次元の量子フラストレート磁性体の基底状態を、波動関数を小さなテンソルの積で記述するテンソルネットワーク法を用いて解析した。S=1/2カゴメ格子ハイゼンベルグ量子スピン模型については、磁場中での基底状態を計算し、複数の磁化プラトーの存在を明らかにした他、1/3プラトーでは、六角形ループ上のスピンが共鳴状態を形成していることを示した。また、キタエフ相互作用が強く存在する物質、Na2IrO3について、その基底状態相図を明らかにした。さらに、強磁性と反強磁性の共存によりフラストレーションが存在する正方格子模型について、磁場中でスピンゆらぎが非常に大きくなることを明らかにした。

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  • 初到達時間に基づく境界摂動の理論構築

    研究課題/領域番号：05J06188

    2005年4月 - 2008年3月

    制度名：科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

    研究種目：特別研究員奨励費

    提供機関：日本学術振興会

    大久保 毅

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：2700000円 （ 直接経費：2700000円 ）

    今年度は、前年度までの研究結果を整理し直し、種々の境界摂動実験と比較することにより、境界摂動に対する応答に共通してみられる、摂動の詳細に依存しない性質を明らかにした。
    第一に、半導体微粒子を混合した系での光の照射に対する電流の応答、触媒上での化学反応における容器の圧力変化に対する反応速度の応答、溶液の境界温度変化に対する熱流の応答、といった種々の境界摂動実験を比較し共通の性質を調べた。その結果、これらの境界摂動実験は、粒子の流入、移動、流出という三つの本質的な過程を共通して含んでおり、これまで我々が用いてきた粒子の流入・流出に基づくモデルが境界摂動実験の一般的な性質を調べる道具として適当であることを確認した。
    第二に、粒子の移動が量子力学に従う場合に加えて、運動が古典力学や確率分布の時間発展で記述される場合についても解析を進めることにより、境界摂動に対する応答と到達時間分布の関係が、種々の系において普遍的に成り立つことを明らかにした。過去に川崎らによって解析された粒子の移動がランダムウォークに従うモデルでは、境界摂動、及び、吸着壁がない状態での初到達時間分布が境界摂動に対する応答関数であるという結果が得られていた。一般的なモデルに基づいてこの結果を再検討することにより、川崎らの結果は特殊な状況でのみ成立し、一般の設定では、これまでの量子系の研究で明らかにしてきた関係式と同様に、吸着壁の性質に依存するように定義した到達時間分布が、境界摂動に対する応答関数になることを示した。

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担当経験のある授業科目（researchmap）

  • 統計力学IIIA, B

    2026年4月
    -
    現在
    機関名：新潟大学

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  • 計算科学・量子計算における情報圧縮

    2022年10月
    -
    現在
    機関名：東京大学

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  • 物理学ゼミナール

    2018年10月
    -
    2019年3月
    機関名：東京大学

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  • 計算科学における情報圧縮

    2017年10月
    -
    2022年3月
    機関名：東京大学大学院

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  • 多体問題の計算科学

    2017年4月
    -
    現在
    機関名：東京大学大学院

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  • 計算科学概論

    2017年4月
    -
    2022年3月
    機関名：東京大学

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担当経験のある授業科目

  • 統計力学IIIB

    2026年
    -
    現在
    機関名：新潟大学

  • 統計力学IIIA

    2026年
    -
    現在
    機関名：新潟大学

  • 現代物理学セミナーB

    2026年
    -
    現在
    機関名：新潟大学

  • 現代物理学セミナーA

    2026年
    -
    現在
    機関名：新潟大学

  • 物理学基礎A II

    2026年
    -
    現在
    機関名：新潟大学

  • 計算物性学

    2026年
    -
    現在
    機関名：新潟大学

  • 物性物理学

    2026年
    -
    現在
    機関名：新潟大学

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