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ボーズ粒子系における集団変数と内部変数について

Yasunori Igarashi, Kuniyoshi Chuma, Ryoji Suzuki

Published Aug 20, 1979• 0 citations
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Abstract

集団運動の方法による取り扱いは,強く相互作用し合っているポーズ粒子系の素励起の性質を知るうえで,大変示唆に富んだ物理的描像を提供してくれる。我々は近似的にではあるが,集団変数と互いに直交する正準共役な内部変数が存在することを見い出したので報告したい。集団変数と内部変数を用いることによって系のHamiltonianを,集団運動を記述する部分と内部運動を記述する部分へ分離することが可能となり,これまで取り扱いが困難であった内部運動を平易に取り扱うことができ,例えば,ボーズ粒子系ではk_sより小さな運動量を持ったSingle-Particle excitationは起こらないこと等が導き出される。本論文では集団変数と内部変数との直交性や分離の度合等についての議論を展開する。

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操作の両立不可能性と情報擾乱の関係 (量子システム推定の数理)

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量子論において実現可能な操作には様々な制約がある. 例えば, 量子状態は複製や配送が出来ないという複製(配送)禁止定理や, 物理量の測定によって情報を取得すると擾乱が起こるという情報と擾乱の関係, 位置と運動量のように非可換でシャープな物理量は同時に測定出来ないという一種の不確定性関係はよく知られた操作の制約である. これらの例は, 全て本稿で扱う量子論の両立不可能性の一例である. さらに, 両立不可能性の一例として紹介した情報と擾乱の関係に関して, 状態識別能力が高い測定は擾乱が大きいということを, 操作的に前順序関係を導入して定性的に示すと同時に状態識別能力と擾乱の関係を定量化して得た不等式を紹介する.

•Oct 1, 2017•0 citations

システム生物学における量子科学技術の役割

洋一 高草木, Yoichi Takakusagi

「量子科学」と聞いて何を思い浮かべるでしょうか? ・シュレーディンガーや, 難解な方程式, 電子軌道図 ・放射線・エックス線などの電磁波や, 光レーザー・半導体 ・初の国産機登場で話題となっている量子コンピューター ・苦手意識と憂鬱感 などなど 近年の技術革新により,「量子の目」で生命を俯瞰することをめざした, 量子生命科学「Quantum Life Science」という新たな分野が幕を開けようとしています。国の戦略目標および研究開発目標として具体的に定められ, 現在その基礎研究が推進されています。量子センシング, 量子イメージング, 量子ドット, 量子素子, 量子情報処理・通信など, 量子 (Quantum) と名のついた最先端技術が次々に登場しつつあります。 磁場, 温度, 光, 電磁波などの外的環境要因による反応を, 生物個体局所あるいは全体として時間的, 空間的そして定量的に捉え, その静的・動的変化や応答を一つのシステムとして理解しようとするのが, システム生物学の大きな目標の一つです。前述の外的要因はいずれも量子の関係する物理量であり, これらによって生じる影響もまた, 量子技術によって観測されうる生体応答です。例えば, 渡り鳥の方角認知や細胞内の温度局在, 植物の光回復, 人間の思考の流動性など, 多くの生命活動に量子が関係し, それらを説明できると推測されています。これらを解明するための体系・手段として, 今まさに量子科学への大きな関心が寄せられています。 一方で, 量子技術を基盤とした新たな診断治療技術の臨床試験や産業応用も進展しつつあり, 量子科学の概念や関連技術の重要性は, 今後もますます高まっていくと予想されます。 本特別セミナーでは, ①量子生命科学の概略, ②代表的な量子科学技術, ③システムとしての生物と量子科学技術の接点を, 具体例を挙げながら説明し, システム生物学における量子科学技術の役割について触れたいと思います。また, 既存の概念や分野に捕らわれない柔軟性の大切さやこれらを修得するための秘訣についても, 演者の経験を踏まえつつお話しします。 多くの皆様のお越しをお待ちしております。

•Dec 15, 2017•0 citations

量子多成分系における時間領域の半古典論(1)量子力学とカオスのボーダーにおける基礎的問題,京大基研短期研究会 量子力学とカオス-基礎的問題からナノサイエンスまで-,研究会報告)

Tanaka, Atsushi

量子論では,一般に,複合的な系の時間発展によって,全系を構成する部分同志が(量子的に)絡み合っていきます.本講演は,この絡み合いの過程の半古典論を通じた解析の報告です.特に,複合系として,内部自由度と"外部"自由度から成る量子多成分系(例えば,spinを担う粒子や,電子状態の励起を伴なう核の運動の模型です)を考察します.ここでは,内部自由度のcoherentな量子振動が外部自由度の伏見関数の干渉を誘発する一因であることを報告します.講演では,この量子干渉の破壊と古典的なchaos動力学の関係に言及しましたが,紙幅の都合によりこの点は割愛します.

•Aug 20, 2004•0 citations

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米谷 佳晃

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•Sep 19, 2024•0 citations

Probabilistic Particle Models of Classical and Quantum Wave Systems

Hisato Fujisaka

散逸のある古典波動系と分散のある量子系の確率的粒子モデルを紹介する.古典波動系の粒子モデルは,離散化された時空間において,位置についての確率密度関数の時間発展が古典波動の伝搬に等価となるように振るまう.エネルギー散逸がない古典波動系の粒子モデルを用いて,内部信号が単一電子や単一磁束量子により表現されるディジタルウエーブフィルタを構成できる.散逸のある古典波動系は減衰振動のある拡散系と見ることができ,粒子モデルは擬似乱数列の並列生成器としても応用可能である.モデルのパラメータを変化させることにより,粒子の運動である擬似乱数列の自己相関を正にも負にも設定することができる.一方の量子系はシュレーディンガー方程式またはパウリ方程式により記述される非相対論的系とする.量子波動のモデルとなる粒子の確率密度関数の時間発展は統計的にこれらの波動方程式に等価なフォッカープランク方程式により記述される.この方程式から同じ移流項と拡散係数をもつランジュバン方程式を得る.偏微分方程式である波動方程式でなく,常微分方程式であるランジュバン方程式によりモデル粒子を記述できるので,このモデル化は,例えば,量子力学的デバイスの回路シミュレータモデル作成の理論的基盤を与えることができる.

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