| 年度 |
2025年度 |
開講部局 |
先進理工系科学研究科博士課程前期先進理工系科学専攻量子物質科学プログラム |
| 講義コード |
WSP02600 |
科目区分 |
専門的教育科目 |
| 授業科目名 |
Quantum Optics |
授業科目名
（フリガナ） |
カンタム オプティクス |
| 英文授業科目名 |
Quantum Optics |
| 担当教員名 |
HOFMANN HOLGER FRIEDRICH |
担当教員名
(フリガナ) |
ホフマン ホルガ フリードリッヒ |
| 開講キャンパス |
東広島 |
開設期 |
1年次生 前期 １ターム |
| 曜日・時限・講義室 |
(1T) 水1-2,金1-2：先405N |
| 授業の方法 |
講義 |
授業の方法
【詳細情報】 |
対面 |
| 講義中心 |
| 単位 |
2.0 |
週時間 |
4 |
使用言語 |
E
:
英語 |
| 学習の段階 |
5
:
大学院基礎的レベル
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| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
06
:
物理学 |
| 対象学生 |
博士過程前期学生 |
| 授業のキーワード |
非古典的な光、光子のもつれ合い状態、 量子情報 |
| 教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ） | |
|---|
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ） | |
|---|
| 授業の目標・概要等 |
近年の量子情報における実験的な前進の第一線を、光量子技術が担っている。この講義は、光の量子状態に対する操作や検出の方法を紹介する。光の量子状態をいかにして扱うかが、光を用いた量子通信、光量子ゲートなど様々な量子情報システムの実現への鍵となる。
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| 授業計画 |
[1]物質の量子状態とその光学特性:シュレーヂインガ─方程式
[2]物質の量子状態とその光学特性:電子の密度行列
[3]光の量子状態：光子数と波の振幅
[4]光の放出と検出の量子理論：光と原子の相互作用
[5]光の放出と検出の量子理論：検出の効果
[6]複数モードにおける量子光学：コヒーレント状態
[7]複数モードにおける量子光学：線形光学の光子状態変換
[8]非古典的な効果I:スクイーズド光、シンゲルモード
[9]非古典的な効果I:スクイーズド光、マルチモード
[10]非古典的な効果II:パラメトリック下方変換
[11]非古典的な効果III:エンタングルメント(量子もつれ合い状態)
[12]量子情報：エンタングルメントの応用
[13]量子情報：多光子状態の制御
[14]量子情報：量子光学回路
[15]測定統計の解析: 不確定性と精度 |
| 教科書・参考書等 |
参考書として、「Quantum Optics」著者：Walls, Milburn、 出版社：Springer
日本語訳は、「量子光学」著者：ウォルス、ミルバーン、出版社：シュプリンガー東京 |
授業で使用する
メディア・機器等 |
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| 【詳細情報】 |
黒板 |
授業で取り入れる
学習手法 |
ディスカッション, 授業後レポート |
予習・復習への
アドバイス |
授業内容による、光の量子力学を自分で理論的に解析できます。復習中この解析する方法使って、量子状態の意味と使い方を学べる。 |
履修上の注意
受講条件等 |
講義を受講するにあたり、量子力学及び線形代数学の基本的な知識を持っていることが望ましい。
講義は、英語で行います。議論や質問は日本語でも行います。 |
| 成績評価の基準等 |
レポート及び授業中の発言により評価を行う。 |
| 実務経験 |
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実務経験の概要と
それに基づく授業内容 |
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| メッセージ |
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| その他 |
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すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。 |