「12歳が書いた量子力学の教科書」の適当まとめ

概要

　後で見返して、こんな感じだったなーと思い返す用のまとめ。

本

12歳の少年が書いた量子力学の教科書

作者: 近藤龍一
出版社/メーカー: ベレ出版
発売日: 2017/07/01
メディア: 単行本
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適当まとめ（見返し用）

量子力学とは何か
- 力学
  - 古典力学（ニュートン力学）
    - マクロ（見える範囲の世界）を扱う
  - 量子力学
    - ミクロ（肉眼で見えない範囲の世界）を扱う
- 分類
  - 量子物理学
    - 量子力学から生み出された諸分野について言う
  - 量子論
    - 量子に関わる哲学的議論
  - 量子力学
    - 「哲学＋量子論」の数学的定式化
万物の根源
- 歴史的な流れ(古代〜)
- 単位系の話
前期量子論
- プランク〜ボーアの時代
- 光は波か粒子か？
  - 光の二重性
- コンプトン散乱
  - X線
- 教科書の物理モデルは間違い
  - ラザフォードの太陽系型原子モデル
  - ボーアモデル
- ド・ブロイ
数学的定式化
- 定式化の形式
  - 行列力学
    - エルミート行列
    - ユニタリー行列
    - 波動関数
      - 固有値行列で解く
  - 波動力学
    - シュレーディンガー方程式を基礎とする
    - ハミルトニアン
    - 量子化
      - 運動量演算子
      - エネルギー演算子
    - ボルンの確率解釈
      - 期待値
        
        位置の期待値
        
        速度の期待値
        
        力の期待値
        
        エーレンフェストの定理
    - 井戸型ポテンシャル
    - 抽象
      - 波動力学に対する２つのアプローチ
      - シュレーディンガー抽象
        
        シュレーディンガー方程式の観点からのアプローチ
      - ハイゼンベルグ抽象
        
        行列の観点からのアプローチ
- 不確定性原理
- 相補性原理
- スピン
  - 要は自転とか回転のようなものであるが厳密には違う
    - ある種の角運動量を持った、位置に依存しない演算子
  - パウリ行列
    - 上向き、下向きのスピンの組み合わせ
- ディラックの記号
  - ブラ・ケット
    - <x|y>のようなやつ
内在的矛盾と解釈問題
- EPR論文
- シュレーディンガーの猫
  - 多世界解釈
- ボーム解釈
量子力学の先へ
- 量子力学＋相対論
  - ディラック行列
  - 空孔理論
    - 反粒子問題
  - 一般相対論
    - 重力場
- 超紐理論
- ループ量子重力理論
近未来応用への道
- 量子コンピュータ
  - 量子ビット
    - 文字ではなく、状態を表す
  - 状態
    - 始状態
    - 終状態
    - ベル状態
  - 素子
    - 基本ゲート
      - 制御NOTゲート
      - 回転ゲート
- 量子テレポーテーション

感想

量子力学というか物理学自体に明るくないが、なんとなく概要はつかめるようになった気がする。
数学的定式化の行列のところはある程度知識がないと辛いのではないかと感じた。
コレをベースに量子コンピュータの勉強をすすめることにする。