学部後期課程
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最終更新日:2024年10月18日

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量子物理工学

電子の巨視的量子秩序(磁性相、超伝導相)がもたらす物理を統一的な視点から議論し、スピントロニクス、量子情報工学、量子デバイス工学への応用を概観する。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
FEN-AP3265L1
FEN-AP3265L1
量子物理工学
齊藤 英治
A1 A2
金曜3限
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講義使用言語
日本語
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
工学部
授業計画
第1章 はじめに:巨視的秩序 -磁性体を例に-   ストーナ条件   モット絶縁体   超交換相互作用 第2章 解析力学・量子力学の使い方、調和振動子   系の表現と力学変数、量子化   生成消滅演算子   コヒーレント状態 第3章 素励起の基本概念、場の量子化、フォノン   粒子数固有状態   場の演算子   格子振動とフォノン 第4章 マグノン、フォトン、レーザー    強磁性体のマグノン   反強磁性体のマグノン   ゲージ原理   フォトン   誘導放射とレーザー 演習  磁性、場の量子化などの計算演習 第5章 対称性の破れ・相転移と素励起   巨視的秩序の生成   二次相転移と臨界現象   南部ゴールドストーンの定理 第6章 ゲージ対称性の破れ・超伝導   超伝導   ギンツブルクランダウ展開   ヒッグス機構 第7章 巨視的秩序のダイナミクス   ジョセフソン効果   超伝導体のジョセフソン方程式   磁性体のLLG方程式 第8章 中間スケールの物理   トポロジカル構造(磁壁、スカーミオン等)   巨視的量子コヒーレンス   量子ビット 第9章 応用      量子情報デバイス   スピントロニクス   磁性の制御
成績評価方法
レポートを課す予定。
参考書
齊藤、村上「スピン流とトポロジカル絶縁体」(共立出版)。
履修上の注意
指示しない
その他
前提となる知識と項目:量子力学、固体物理学、統計力学の基礎のしっかりした理解が必要です。 積み重ね型の内容なので、毎回しっかり出席してください。 事前履修:固体物理学第1,統計力学第1,量子力学第1,量子力学第2,電磁気学第1