2021年度 量子科学技術入門   Introduction to Quantum Science and Technology

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開講元
超スマート社会卓越教育課程
担当教員名
米田 淳 
授業形態
講義    (ZOOM)
曜日・時限(講義室)
金3-4  
クラス
-
科目コード
SSS.B401
単位数
1
開講年度
2021年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2021年3月19日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

量子科学技術は量子力学に基づく学際的な研究分野です。本講義では、量子科学技術に関する平易な導入をするもので、特に量子力学を学習したことがない学生を対象にしています。量子二準位系(量子ビット)は最も単純ながら、量子力学を学習する上で有益です。本講義では、量子測定や量子ダイナミクスの基本的考え方から、量子暗号や量子計算などの応用までを学習します。

到達目標

本講義では、量子力学の基本概念と量子科学技術の重要性を説明できるようになることを目標とします。

キーワード

量子力学、量子測定、量子ダイナミクス、量子暗号、量子計算

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

講義の理解を深めるため、演習問題、宿題、演示実験を用意しています。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 イントロダクション 量子科学技術の重要性を理解します。
第2回 量子状態と波動関数 量子状態の物理的理解
第3回 量子測定 量子測定の物理的理解
第4回 ハイゼンベルグの不確定性原理 ハイゼンベルグの不確定性原理の物理的理解
第5回 量子暗号 演示実験による量子暗号の理解
第6回 量子ダイナミクスとシュレディンガー方程式 量子状態のユニタリー操作の設計
第7回 量子計算 量子情報処理の理解

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

講義ノートはOCWiで配布します。

参考書、講義資料等

講義の中で推薦する可能性があります。

成績評価の基準及び方法

宿題レポートと出席

関連する科目

  • PHY.Q207 : 量子力学入門(講義)
  • PHY.Q435 : 量子情報

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

学部教養レベルの力学・電磁気学・線形代数を学習していることを前提に進めます。

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