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授業科目の概要

科目名称 物理学特別講義22 
講義題目
量子技術 
科目ナンバリング・コード SCI-PHY6422W 
担当教員

平良 敬乃

更新日付 2024/10/23 22:38
授業科目区分 大学院科目 / Specialized Courses 
学部カテゴリ 理学府 
使用言語 日本語(J) 
対象学部等 物理学専攻 / Department of Physics 
対象学年 修士課程 / Master's course 
必修選択 選択 / Elective 
単位数
開講年度 2024 
開講学期 冬学期 
曜日時限 冬学期 火曜日 4時限
教室 W1-D-315 
開講地区 伊都地区
授業科目に関する特筆事項
教室はW1-B-212 からW1-D-315に変更されました。

講義に関しての予定や講義資料など、変更等含めて講義に関する情報をMoodle上でお知らせします。https://moodle.s.kyushu-u.ac.jp/course/view.php?id=61016

理学府以外の方は、「他学部講義選択>講義を追加する>講義コード 24227140 を入力 > 物理学特別講義22」を選択して履修登録して下さい。 



授業科目の目的・目標・履修条件について

授業科目の目的(日本語)
量子技術や量子論に詳しくない方を対象にした、量子技術の概要紹介 
授業科目の目的(英語)
An introductory course on quantum technologies with no prior knowledge of quantum mechanics. 
キーワード
量子論基礎、量子ビット、量子ハードウェア、量子センサー、量子コンピューター、量子通信 
学位プログラムの学修目標 授業科目の到達目標(評価の観点)
  量子技術および量子論に関する基礎的な理解を深め、受講者が自身の専門分野において量子論を応用するための動機付けを行うことを目標とする。 
   

※学修目標と授業科目の結びつきの強さ

カリキュラム・マップ  
ルーブリック

授業科目の実施方法について

授業の方法
講義
教授・学習法
一方向性の知識伝達型の教授・学習法
遠隔授業
対面授業の形で実施する
遠隔授業の形で実施する
Moodleコース情報
コース設定あり
Moodleトップ画面(https://moodle.s.kyushu-u.ac.jp/course/index.php)
使用する教材
教科書・参考書・印刷資料
板書
スライド資料
教材の配布方法
提示のみで配布しない
テキスト
テキスト(PDF資料)またはスライド資料(電子媒体) 
参考書等
1. Nielsen, M. A., & Chuang, I. L. (2010). Quantum computation and quantum information. Cambridge university press.
2. Misra, B., & Sudarshan, E. G. (1977). The Zeno’s paradox in quantum theory. Journal of Mathematical Physics, 18(4), 756-763.
3. Griffiths, D. J., & Schroeter, D. F. (2018). Introduction to quantum mechanics. Cambridge university press.
4. Kockum, A. F., & Nori, F. (2019). Quantum bits with Josephson junctions. In Fundamentals and Frontiers of the Josephson Effect (pp. 703-741). Cham: Springer International Publishing.
5. Degen, C. L., Reinhard, F., & Cappellaro, P. (2017). Quantum sensing. Reviews of modern physics, 89(3), 035002.
6. Gisin, N., & Thew, R. (2007). Quantum communication. Nature photonics, 1(3), 165-171. 
授業計画 授業計画は予定であり、学びの進捗に合わせて変更することがあります。
1単位あたりの学修時間(45時間)の内訳(目安)
(講義・演習の場合)授業内学修15時間、事前・事後学修30時間
(実験、実習および実技の場合)授業内学修30~45時間、事前・事後学修0~15時間
授業のテーマ 授業の内容(90分授業=2時間) 事前/事後学修の内容
1 導入  授業の全体的な流れや意義、成績評価の方法などについて説明します。オンライン参加者向けの質問や課題を行うためのツールが正常に機能するかどうかのテストも行います。時間があれば、量子技術の歴史やそれに関連した興味深い統計をご紹介します。  予習・復習 
2 量子論の基礎  線形代数などの知識がない方に向けて、基本的な量子論の基礎部分をご紹介します。  予習・復習 
3 量子論の奇妙な特徴  量子論における興味深い特徴である重ね合わせ、量子トンネリング、ベル不等式、量子ゼノ効果などをご紹介します。  予習・復習 
4 量子ハードウェア  現在のほとんどの量子技術の基盤となっている量子ビットは、超伝導、トラップイオン、冷却原子など、さまざまな方法で実現されています。それらの特徴について簡単にご紹介します。  予習・復習 
5 量子コンピューター  量子ゲート、量子アルゴリズム、その応用や課題について取り上げます。  予習・復習 
6 量子センサー  量子センサーの基礎概念や具体例、古典センサーに対する優位性について説明します。  予習・復習 
7 量子通信  量子鍵配送、量子テレポーテーション、そしてそれらに関する課題や問題について扱います。  予習・復習 
8 量子技術の課題  これまで紹介してきた量子技術は、量子系が環境からの影響を受けない理想的な状況を前提とした議論でした。最後の授業では、量子系が周囲の環境の影響を受ける場合の量子力学、開放量子系について取り上げます。  予習・復習 

授業科目の成績評価の方法について

レポート
講義を通じて興味を持った量子技術に関するレビュー、または受講者の専門分野と量子技術を関連づけた簡単な研究計画書の作成をしてもらいます。 
授業への貢献度
各授業の後半30分を活用し、受講者には簡単なレポートを作成してもらいます。 

授業科目に関する学習相談について

担当教員による学習相談
議論や質問等あれば居室:W1-B-729に来てください。またtaira.takano.292@m.kyushu-u.ac.jpにメールを出してい ただけると対応できます。 
合理的配慮について
障害(難病・慢性疾患含む)があり、通常の方法による授業を受けることが困難な場合には、教育目的の本質的な変更など過重な負担を伴わない限り、合理的配慮を受けることができます。合理的配慮とは、教授・学習法の変更、成績評価の方法の変更、授業情報の保障(資料の字幕化、個別の資料配布、録音・撮影の許可)、受講環境の調整などを指します。実際の方法については担当教員と建設的対話を行った上で決定されます。
<相談窓口> キャンパスライフ・健康支援センター インクルージョン支援推進室(伊都地区センター1号館1階)
(電話:092-802-5859 E-mail:inclusion@chc.kyushu-u.ac.jp)
修学上の合理的配慮の流れに関する部局HP  


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