量子力学の不思議に迫りそれを活用するアイデアを創出する

量子相関物理

湯浅　一哉［教授］
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homepage	https://yuasa.w.waseda.jp/
専門分野	量子物理学・量子情報
研究テーマ・研究活動
○量子物理学 ○量子情報
●日本物理学会

自然界の最も基本的な物理法則は，量子論の言葉で書かれるものと考えられています．その量子論は，「波動・粒子の二重性」，「重ね合わせの原理」，「不確定性原理」，「トンネル現象」，「波動関数の収縮」，「非局所性」といった数々のキーワードに象徴されるように，私たちの日常的な感覚に基づく理解をはるかに超える自然観を提示しています．そんな奇妙とも言える量子論の上にこの豊かな自然が存在し，私達が日常生活を送っていると思うと，なんとも不思議なものです．
量子論の不思議な世界は，分子や原子，それを構成する原子核や電子が見えるミクロのスケールまでズームインしていくとそこに広がっています．近年，そんなミクロ，ナノのスケールで単一の光子，電子，原子を制御し観測する技術が飛躍的に向上し，量子論の世界で起こる不思議な現象を，量子力学の教科書で語られてきたような設定で実験して，詳細に検証できるようになりました．思考実験ではなく，実際に実験できるようになったのです．それにともない，量子論の基礎を追究する研究がますます盛んに進められています．そして，ミクロからメゾ，マクロのスケールに向かって，どこまで大きなスケールで量子力学的効果が見られるかという関心も高まっています．

研究内容ダミー１
さらに，「量子コンピューター」，「量子暗号」，「量子通信」をはじめ，量子論の世界の不思議を積極的に活用することで従来の情報処理の限界を超えようとする「量子情報」など，「量子技術」の様々なアイデアが出現し，精力的に研究が進められています．キーワードは「エンタングルメント」です．それは，アインシュタインが受け入れることができなかった「量子論の非局所性」という，古典的な考え方では決して説明することができない量子の最たる世界を見せてくれる特異的な量子相関のことです．それをうまく利用すると，古典的な技術を超えられる可能性があるのです．
私達の研究室では，この「量子相関」をキーワードに，量子論の基礎的諸問題の考察，ミクロスケールからメゾスケールにわたって発現する量子力学的効果の追究，及び，量子相関・エンタングルメントを積極的に活用する量子情報・量子技術に関わる物理の理論的研究を行っています．日常の常識を超えた世界ですから，研究も常識にとらわれていてはいけ
ません．皆さんも独自のアイデアで奥深い量子力学の世界を
探究しませんか？

Kazuya Yuasa [Professor]
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次世代技術の芽と新しい物理をつくる