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) 工学研究科 分子工学専攻 量子物質科学

量子物質科学

JA | EN

科目ナンバリング
  • G-ENG14 7H427 LJ61
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 1.5 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 木2
教員
  • 水落 憲和(化学研究所 教授)
授業の概要・目的  ダイヤモンド等の固体材料中の欠陥不純物の電子状態について結晶学の立場から群論を用い論じる。次いで、それらを用い、近年注目されている量子もつれなどの量子状態や、その特性を活かした量子技術応用研究について紹介する。特に量子センサや量子情報素子への応用について紹介する。
到達目標  群論が、量子力学や物性の理解に有用な役割を果たすことを理解できるようになる。固体材料中の点欠陥や不純物の電子状態について群論による理解が可能となる。量子物質の物性や近年注目されている量子もつれなどの量子状態の特性を活かした、量子情報素子や、量子センサへの応用研究について理解できるようになる。
授業計画と内容 群論入門( (1回)
 群とは何かについて学ぶ。点群の表示法、結晶に存在する点群の導出、分類について学ぶ。特に材料科学において必要となる群の基礎知識を身につける。

群論と材料科学(1回)
 結晶場における電子の規約表現と、物性との関わりについて学ぶ。

欠陥不純物の電子状態(1回)
 固体材料中の点欠陥や不純物の電子状態について群論によるアプローチを学ぶ。

ダイヤモンドなどの材料と物性(1回)
 ダイヤモンドなどの物性とその魅力について学ぶ。近年の合成技術の発展とそれにより示されてきた優れた物性などを紹介する。

量子状態と量子制御(2回)
 密度演算子を導入し、量子状態とそのダイナミクスの基礎を学ぶ。近年注目されてきている量子もつれ状態などの量子状態について紹介し、その制御について学ぶ

量子測定と量子センサ(2回)
 量子測定と量子センサの基礎を学ぶ。具体的な例として、ダイヤモンド中のNV中心を用いた固体量子センサや関連した量子センサについて学ぶ。

量子情報素子(2回)
量子情報処理、量子コンピュータ、量子暗号通信について学ぶ。


期末考査(1回)
習熟度を評価する。
成績評価の方法・観点 中間レポート試験、期末レポート試験により評価を行う。また,毎回講義の終わりにその日の講義内容に関する課題を課し、次回の講義時に提出させ、評価の補助とすることもある。
履修要件 量子化学の基礎を理解していること。
授業外学習(予習・復習)等 必要に応じて指示する。
参考書等
  • 分子の対称と群論, 中崎昌雄, (東京化学同人),
  • 現代の量子力学 上, J. J. サクライ, (吉岡書店),
  • 量子測定と量子制御, 沙川貴大、上田正仁, (サイエンス社),
  • 物質の対称性と群論, 今野豊彦, (共立出版),