量子力学Ⅰ

　近年、量子力学の概念を活用した電子情報通信デバイスが、次々と社会に登場しています。量子コンピュータは人工知能の新たな計算基盤として進化を続け、量子情報通信技術は次世代の通信インフラを担うものとして期待されています。スマートフォンやコンピュータなどの身近な電子情報端末においても、その動作原理として量子力学の考え方が使われています。さらに、脱炭素社会やグリーンイノベーションの実現に向けて新しい材料を生み出すためにも、量子力学の理解は欠かせません。これからの社会で未来をつくるためには、量子力学はもはや必要不可欠な学問であると言えます。
　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。この考え方によって、電子が同時に複数の状態にある「重ね合わせ」や、壁をすり抜ける「トンネル効果」など、直感では理解できない現象を説明することができます。一見、現実離れしているように見えるこの世界は、実際には量子コンピュータや次世代デバイスといった最先端技術の基盤となっています。今まさに世界中の研究者や企業が、量子力学を武器に新しい時代を切り拓こうとしています。
　本講義は、電気電子工学科の4年S1S2タームに開講されている「量子力学II」とあわせて履修することで、量子力学の重要な基礎概念を一通り習得できるよう設計されています。本講義では、一粒子系の量子力学に焦点を当て、演算子、行列表示、変分法、摂動論、光の吸収・放出などを体系的に学びます。講義の終盤には、時間が許す限り、バンド計算の演習や、量子コンピューティングの基礎にも触れ、量子力学がどのように未来の技術へと結びついていくのかを実感していただけるようにする予定です。
　量子力学を学ぶことは、最先端技術の原理を知り、次の社会を自らの手で創り出す力を養うこととも言えます。本講義でその基礎を身に着けて頂けることを期待しています。