2022年度学院等開講科目理学院物理学系物理学コース

物理学特論第八

開講元: 物理学コース
担当教員: 大関真之
授業形態: 講義 (ライブ型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 集中講義等
クラス: -
科目コード: PHY.P558
単位数: 100
開講時期: 2022年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

量子コンピュータの理論的・実験的研究の成熟とともに、その分野への興味関心が高まりつつある。
その中で学問上で意外な接点を持つのが統計力学である。
組合せ最適化問題を解く量子アニーリングは、解くのに必要な計算量は、対象となる系の量子相転移と関係する。
量子誤り訂正符号は、スピングラス模型のフラストレーションとゲージ変換と関係する。
測定型量子計算は、その性質を調べるために古典スピン系の分配関数を利用する。
量子ランダム回路は、その典型的性能は古典スピングラス模型との対応が知られている。
こうした量子コンピュータを研究する上で、統計力学との対応関係は見逃せないものとなっている。
本講義では、そうした様々な接点について紹介し量子コンピュータを理解する上で必要な統計力学の知見を学んでいく。

到達目標

量子コンピュータを統計力学の側面から理解できるようになる。

キーワード

量子コンピュータ、量子アニーリング、統計力学、古典スピン系、スピングラス

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義を主体に行う。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	量子力学・統計力学の振り返り	各種計算の確認
第2回	双対性による相転移の計算	各種計算の確認
第3回	スピングラスとゲージ変換	各種計算の確認
第4回	量子誤り訂正符号とスピングラス	各種計算の確認
第5回	測定型量子計算と分配関数	各種計算の確認
第6回	ランダム量子回路とレプリカ法	各種計算の確認
第7回	いくつかの進展	各種計算の確認

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

教科書

スピングラスと情報統計力学
観測に基づく量子計算

参考書、講義資料等

適宜配布する。

成績評価の方法及び基準

主にレポートによる

履修の条件・注意事項

統計力学の基礎を理解していること