講義内容詳細：量子力学Ⅲ／量子力学Ｃ

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年度/Academic Year 2021
授業科目名/Course Title (Japanese) 量子力学Ⅲ／量子力学Ｃ
英文科目名/Course Title (English) Quantum Mechanics Ⅲ/Quantum Mechanics C
学期/Semester 後期 単位/Credits 2
教員名/Instructor (Japanese) 松川 宏
英文氏名/Instructor (English) MATSUKAWA, Hiroshi

講義概要/Course description
量子力学Ⅰ（量子力学A）、量子力学Ⅱ（B）の後を受け、量子力学の形式、内容を学び本質を理解する。さらに発展著しい量子通信、量子情報、量子コンピュータの基礎を学ぶ。
本講義は対面型授業（ハイブリッド型ハイフレックス形式）で行います。
対面講義をオンライン、リアルタイムで配信し、あわせてオンデマンド型でも配信します。
初回講義はオンライン授業（オンデマンド型）で実施します。あわせてオンライン、リアルタイムで講義を配信します。
詳しくはコースパワーをご覧ください。
講義資料を毎回、事前にCoursePowerよりダウンロードしておいてください。
変更がある場合はアナウンスします。
授業方法、講義内容、授業計画は変更となる場合があります。
達成目標/Course objectives
量子力学を基礎的な幾つかの仮定から出発して構築し、古典力学とは異なる量子力学の本質を明らかにする。さらに最先端の量子通信、量子情報、量子コンピュータの基礎を理解する。
履修条件（事前に履修しておくことが望ましい科目など）/Prerequisite
量子力学Ⅰ（量子力学A）、量子力学Ⅱ（B）を履修していること。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class 量子力学的な状態
量子力学の特徴、プランク定数、量子力学的な状態、重ね合わせの原理
braとket、規格化、エルミート共役
初回講義はオンライン授業（オンデマンド型）で実施します。あわせてオンライン、リアルタイムで講義を配信します。
事前学習/Preparation シラバスの確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
2
授業計画/Class 物理量と演算子・固有値
規格完全直交性と表示，エルミート演算子の性質
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
3
授業計画/Class 調和振動子I
調和振動子のハミルトニアンと昇降演算子
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
4
授業計画/Class 同時固有状態と確率解釈
同時固有状態、期待値、確率、確率解釈
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
5
授業計画/Class 位置と運動量
位置の演算子、運動量の演算子、波動関数、交換関係
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
6
授業計画/Class シュレディンガー方程式
座標表示のシュレディンガー方程式
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
7
授業計画/Class 調和振動子II
調和振動子の波動関数、行列要素
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
8
授業計画/Class 測定と不確定性関係
測定、波束の収縮、不確定性関係
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
9
授業計画/Class シュレディンガー描像とハイゼンベルグ描像
シュレディンガー描像、シュレディンガー方程式、ハイゼンベルグ描像、ハイゼンベルグの運動方程式
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
10
授業計画/Class 定常状態での摂動論
定常状態での摂動論、調和振動子の場合
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
11
授業計画/Class 時間に依存する場合の摂動論
遷移確率、フェルミの黄金律
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
12
授業計画/Class スピンとパウリ行列
パウリ行列の性質、スピン一重項と三重項
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
13
授業計画/Class 量子情報とエンタングルメント
重ね合わせとエンタングルメント、EPR相関、クローン禁止定理
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
14
授業計画/Class 量子コンピューターの原理
古典コンピューターと量子コンピューター、Qbit、量子ゲート
事前学習/Preparation これまでの範囲を復習
事後学習/Reviewing 改めて復習。
15
授業計画/Class 量子コンピューターの基礎とアルゴリズム
量子コンピューターのアルゴリズム、様々な量子ゲート
事前学習/Preparation 前回の講義内容の理解をノート、プリントで確認
事後学習/Reviewing プリント、ノートでの学習内容の確認、
レポートがある場合はその作成
授業方法/Method of instruction
本講義は対面型授業（ハイブリッド型ハイフレックス形式）で行います。
対面講義をオンライン、リアルタイムで配信し、あわせてオンデマンド型でも配信します。
初回講義はオンライン授業（オンデマンド型）で実施します。あわせてオンライン、リアルタイムで講義を配信します。
詳しくはコースパワーをご覧ください。
講義資料を毎回、事前にCoursePowerよりダウンロードしておいてください。
授業方法、講義内容、授業計画は変更となる場合があります。
変更がある場合はアナウンスします。
成績評価方法/Evaluation
1 100% 数回のレポートと授業中の小テスト、中間試験、期末試験を行い、それぞれを1/3として総合点で評価します。
教科書/Textbooks
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1 なし
参考書/Reference books
 著者名
Author		タイトル
Title		出版社
Publisher		出版年
Published year		ISBN価格
Price		 
1 前野昌弘著 よくわかる量子力学 東京図書 2011.4 9784489020964 3200円+税 蔵書情報 / Library information
2 原島鮮著 初等量子力学 裳華房 1986.8 4785320222 2987円 蔵書情報 / Library information
3 小形正男著 量子力学 裳華房 2007.11 9784785322298 2900円 蔵書情報 / Library information
4 川村清著 量子力学 産業図書 1996.1 4782812027 2884円 蔵書情報 / Library information
5 二宮正夫、杉野文彦、杉山忠男 量子力学II（講談社基礎物理学シリーズ） 講談社 2010.04 9784061572072 3080円
6 河原林研著 量子力学 岩波書店 2001.2 4000067532 3600円+税 蔵書情報 / Library information
7 西野友年著 今度こそわかる量子コンピューター 講談社 2015.10 9784061566057 2900円+税 蔵書情報 / Library information
メッセージ/Message
量子力学の理解のためには必須の科目です。
その他/Others
内容は変更する場合があります。