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最終更新日:2024年4月22日

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量子物理学

物性物理学、特に量子多体系の取り扱いやトポロジカル物性・量子情報について、基礎的な事項から最先端の話題までを網羅する
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
3752-083
GEN-AP5214L2
量子物理学
平山 元昭
S1 S2
木曜2限
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講義使用言語
日本語/英語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
工学系研究科
授業計画
前半6回(平山 担当分) 1. Ab initio Calculation 1.1 Density functional theory 1.2 Band structure 1.3 Effective model 2. Topology in Crystals 2.1 topology in real space 2.2 topology in k space 2.3 Berry phase and Zak phase 3. Topological Materials (Insulator) 3.1 Quantum spin Hall effect 3.2 3D Topological insulator 3.3 Quantum anomalous insulator 4. Topological Materials (Semimetal) 4.1 Weyl semimetal 4.2 Dirac semimetal 4.3 Nodal-line semimetal 5. Strong Correlation 5.1 Correlation in ab initio calculation 5.2 Many body Hamiltonian 5.3 Strongly correlated systems 6. Exotic Materials 6.1 Correlation in topology 6.2 Topological superconductivity 6.3 Other materials 後半6回(江澤 担当分) 1. Quantum computer   1.1 Noisy Intermediate Scale Quantum device (NISQ) and Fault Tolerant Quantum Computer (FTQC)   1.2 Qubits and Quantum Gates   1.3 the Pauli gates, the Hadamard gate and the CNOT gate   1.4 Quantum Circuits   1.5 Universal quantum computation and Solovay-Kitaev theorem    2. Classical error correction   2.1 repetition codes   2.2 Generator matrix and parity-check matrix   2.3 Hamming code    3. Quantum error correction   3.1 No cloning theorem   3.2 Bit flip error correction code   3.3 Phase flip error correction code   3.4 Shor code   3.5 Stabilizer code   3.6 Calderbank-Shor-Steane code   3.7 Steane code   3.8 Transversality   3.9 threshold theorem   3.10 Fault Tolerant Quantum Computation 4. Quantum electronics   4.1 charge, current and equation of continuity   4.2 Noether theorem   4.3 spin and spin current   4.4 sd exchange interaction   4.5 spin-orbitinteraction   4.6 local gauge transformation and covariant derivative 5. Quantum magnets   5.1 Heisenberg model   5.2 XX quantum spin chain   5.3 Jordan-Wigner transformation   5.4 Holstein--Primakoff transformation   5.5 Magnon in ferromagnets   5.6 Magnon in antiferromagnets   5.7 Bogoliubov transfomation    6. Quantum spintronics   6.1 exchange spin current   6.2 spin-wave spin current   6.3 nonequilibrium green function
授業の方法
平山担当講義のZoom URLは https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/***** ミーティングID *************** 江澤担当講義のZoom URLは https://u-tokyo-ac-jp.zoom.us/***** ミーティングID *****セキュリティ*****
成績評価方法
レポートにより行う
履修上の注意
指示しない