理学部物理学科
学部集中講義（1単位）
「量子力学の基礎と応用」
[講師]
筒井 泉 氏（高エネルギー加速器研究機構・ダイヤモンドフェロー）
[日程]
・7月 26日（水）
13：00～14：30 B-212
14：50～16：20 B-212
・7月 27日（木）
13：00～14：30 B-212
14：50～16：20 B-212
16：40～18：00 B-211（教室談話会）
・7月 28日（金）
13：00～14：30 B-212
14：50〜16：20 B-212
[講義概要]
量子力学の基礎を深く知り、その特性を活用することによって、未知の物理現象の発見や新しい科学技術への応用が期待されている。実際、2022年ノーベル物理学賞は、量子状態の特徴的な性質である「量子もつれ」の実証を通して量子情報科学への道を拓いた功績に与えられたが、基礎研究においても、近年、初期宇宙や素粒子物理などで「量子もつれ」の物理的意義が究明されるようになってきている。今後もこのような流れが続くものと考えられることから、本講義では、まず量子力学の基礎にどのような未解決問題があるか、またそれらと関連する物理現象とその解釈について解説する。その上で、現在、行われている量子力学の基礎研究の一端を紹介する。
Knowing deeply the foundations of quantum mechanics and thereby utilizing them can lead us to discoveries of unknown physical phenomena and also to novel technologies. Indeed, the 2022 Nobel Prize in Physics was awarded for paving the way to quantum information science through the demonstration of “quantum entanglement,” a characteristic property of quantum states. In addition, “quantum entanglement” has become a prime source of studies in fundamental physics such as in the early universe or particle physics. In view of this ongoing trend, we provide a review of the unsolved questions underlying the foundations of quantum mechanics along with the physical outcomes they imply. We then introduce some of the hot topics of quantum foundations being investigated recently.
[授業計画]
(1) 量子力学の基本法則：何が問題か
(2) EPR論文と量子力学の不完全性
(3) 状況依存性、非局所実在性、Bell不等式
(4) 「量子もつれ」の物理から量子情報科学へ
(5) 自由意志定理とPBR定理
(6) 非局所性の物理：量子の相互作用とトポロジー
(7) 新しい量子物理量「弱値」とは
(8) 「弱値」を測る：「弱測定」と精密測定
(9) 量子現象の乱数性とは
[問い合わせ]
問い合わせ：山本一博（内線4047）
yamamoto@phys.kyushu-u.ac.jp