コンテンツに飛ぶ | ナビゲーションに飛ぶ

  • 日本語
  • English
 
現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 電気電子工学科 電気電子工学のための量子論

電気電子工学のための量子論

JA | EN

科目ナンバリング
  • U-ENG26 36081 LJ72
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 水4
教員
  • 竹内 繁樹(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 電子や光子などの振る舞いを記述する量子力学は、自然法則の根幹をなすとともに、現在の電子デバイスの理解に不可欠なだけでなく、量子コンピュータや量子暗号などの様々な先端量子技術の基礎となる学問である。本授業では、量子力学に関する基礎的事項について説明する.古典力学の破綻と前期量子論について触れた後、シュレーディンガー方程式とそのいくつかの解について説明する。その後、波動関数の一般的な性質や、不確定性原理について議論する。また、量子情報科学の初歩についても概説する。
到達目標 量子の振る舞いについて、物理的なイメージをつかむこと。具体的には、重ね合わせ状態や不確定性原理、量子もつれなど、量子力学の基礎的な概念について理解するとともに、波動関数等を用いた基本的な計算が行えるようになることを目標とする。
授業計画と内容 ●量子力学の概要と前期量子論(2~3回)
量子力学の特徴やその応用などの一般論を述べた後、古典力学の破綻と前期量子論について説明する。
●シュレーディンガー方程式と固有値問題(5~6回)
シュレーディンガー方程式を導入し、その応用として、2次元、3次元の井戸型ポテンシャルの固有値問題について議論する。
●量子の運動方程式(1~2回)
時間発展演算子を導入し、量子の時間発展を議論する。
●波動関数の一般的な性質(3~4回)波動関数の従う一般的な性質を議論するため、複素線形空間(ヒルベルト空間)を導入し、波動関数の直交性や演算子について説明する。また、不確定性原理について述べる。
●量子情報科学の初歩(1~2回)
量子力学を直接応用する、量子情報技術の初歩について概説する。
成績評価の方法・観点 筆記の定期試験(6割)、授業中に与えるレポート課題(2割)、および小テストなどの平常点評価(2割)により、100点満点で評価する。原則として、レポート課題をすべて提出していることを合格の条件とする。
履修要件 線形代数、フーリエ解析、微分方程式、力学、電磁気学等の基礎知識
授業外学習(予習・復習)等 予習、復習を前提とする。若干回数のレポート課題を課す。レポート課題はかならず提出すること。
教科書
  • 授業は、プリントを配付して行うが、参考書や問題集を適宜活用することを薦めます。
参考書等
  • 量子力学の基礎 北野正雄著 共立出版 量子力学入門【物理テキストシリーズ6】 阿部 龍蔵著 岩波書店 量子コンピュータ 竹内繁樹著 講談社 授業中にも必要に応じ紹介する。
実務経験のある教員による授業
  • 分類:

    実務経験のある教員による実務経験を活かした授業科目