量子力学I

　近年、量子力学の概念を利用した様々な新しい電子情報通信デバイスが利用されるようになってきています。人工知能に応用されている量子コンピュータや、次世代の通信方法として期待されている量子情報通信技術のみならず、社会の至るところで活躍している様々な電子情報通信デバイスに量子力学の概念が広く利用されています。また、これからの脱炭素社会やグリーンイノベーションに向けて、新しい機能性物質を開拓していく上でも量子力学の知識は不可欠です。もはや量子力学は、現代社会を生き抜く上で常識として身に着けておくべき学問の一つであるといっても過言ではないでしょう。
　量子力学では、電子などの粒子を、「存在確率の波」として捉えます。それにより、「電子と電子の重ね合わせ」などといった、古典的な概念では到底理解できないような様々な実際の物理現象が理解できるようになります。量子力学の世界は、一見、現実とはかけ離れたものに見えますが、この考え方が、様々なデバイスの動作の基礎原理として実際に利用されています。量子コンピュータの動作原理も、このような確率的な概念により成り立っています。
　本講義は、4年S1S2タームに電気電子工学科で開講されている「量子力学II」を後に続けて受講することにより、量子力学の重要な基礎概念を一通りすべて学ぶことができるように設計されています。本講義では、特に一粒子系の量子力学に焦点を当てて、演算子、行列表示、変分法、摂動論、光の吸収放出などの概念を基本から学びます。講義の最後に、時間があれば、物質のバンド計算（MATLABによる演習形式）や、量子コンピューティングにも簡単に触れ、量子力学の応用例についても学びます。