量子物理学セミナー
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講演題目：光で操る電子スピン！ 〜 半導体デバイスの新しい可能性 〜
日時：2026年1月16日（金）15:00〜16:00
場所：南館E棟３階 C講義室
講師：後藤 秀樹 教授（広島大学 半導体産業技術研究所（RISE））
講演概要
| スマートフォンや家電など、私たちの生活に欠かせない機器には半導体が使われています。これらのデバイスは、電子の「電荷」を利用して動作しています。しかし、電子にはもう一つ基本的な性質があります。それが「スピン」です。スピンは小さな磁石のような性質を持ち、ハードディスクなどの磁気を用いた記憶装置などでは利用されていますが、演算や情報処理にはほとんど活用されていません。もしスピンを制御できれば、従来の技術を超える省エネ・高速なデバイスが実現できる可能性があります。本セミナーでは、半導体中のスピンを光で操る研究について、基礎から最近の状況まで紹介します。研究のキーワードはスピン軌道相互作用と有効磁場です。 |
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当日の様子
今回の量子物理学セミナーも昨年に引き続き対面での実施でしたが，4-Sの学生を中心に
多くの学生が参加してくれました。また，他系の教員や技術部の方々などのご参加くださり，
大変盛り上がったと思います。質疑応答でも，学生が積極的に質問していたのが印象的でした。
第５回
講演題目：計算機の中の「でたらめ」とは？
日時：2025年1月21日（火）14:40〜15:40
場所：南館A棟１階 マルチパーパスルーム（情報）
講師：鹿野 豊 教授（筑波大学システム情報系）
講演概要
| デジタル計算機で絶対にできない計算は「サイコロ」を振ることです。計算機は我々が入力したものを「正しく」出力する機械だと考えると，「サイコロ」のような「でたらめ」現象を再現することはできません。しかし，近年，ニュースでよく聞かれる量子計算機では，これが原理的にはできるようになります。では，どうやって，量子計算機は「正しい」出力を得る事ができるのでしょうか？ この計算機の中の「でたらめ」を真に取り扱うために，どのような事が必要かどうか？ ということを考えてみたいと思います。 |
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当日の様子
今回の量子物理学セミナーは，久しぶりに対面での実施でしたが，4-Cの物性物理の授業に
合わせて情報系よりな話題を講演していただきました。非常に丁寧で分かりやすい講演でした。
質疑応答でも，学生が積極的に質問していたのが印象的でした。
第４回
講演題目：高専生のための量子コンピュータ超入門
日時：2022年5月27日（金）16:30〜17:30
場所：北館H棟３階 久保卒研室（久保研究室前）
講師：川畑史郎 副研究センター長（産業技術総合研究所 新原理コンピューティング研究センター）
講演概要
| 現在、毎日のように量子コンピュータに関するニュースが飛び交っています。量子コンピュータは量子力学の原理を計算に利用した未来のコンピュータです。量子コンピュータが実現すると、因数分解、機械学習、量子化学計算などのいくつかの数学的問題を従来のコンピュータよりも高速に解くことが可能となります。そのため、現在世界規模で量子コンピュータの開発やビジネス展開に向けた激しい開発競争が繰り広げられています。本セミナーでは、量子コンピュータの基礎、最新研究開発動向、未来の姿について平易に説明を行います。 |
コロナの感染状況によってはオンラインへ切り替える可能性もあります。
（2022年5月14日更新）
今回も残念ながら一部オンラインでの実施となりました。
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当日の様子
今回の量子物理学セミナーは，３年生の全系横断演習Ⅰの受講学生9名はオンライン
での参加，4年生以上の卒研関係者並びに教員は対面での参加となりました。セミナー
の前半では，量子コンピュータについてかなり初歩的な内容からとても分かりやす説明
頂き3年生でも十分に理解できる内容でした。また，後半では量子コンピュータ業界の
現状などにも触れて頂き，この業界で活躍する高専卒業生の話も出ました。
学生にとっては大いに励みになるセミナーだったと思います。
第３回
講演題目：スピンを使ったエレクトロニクス
日時：2021年12月23日（木）15:00〜16:30
場所：北館H棟３階 久保卒研室（久保研究室前）
講師：好田誠 准教授（東北大学大学院知能デバイス材料学専攻）
講演概要
| 現在の情報通信社会は電子の持つ2つの性質によって支えられています。一つは電子の持つ電荷の性質、つまりパソコンのCPUに代表される情報の演算処理にはこの電荷を高度に制御する必要があります。もう一つはハードディスクドライブに代表される情報記録です。こちらにも電子の持つ磁石の性質であるスピンを活用します。この様に電子の持つ電荷とスピンは別々に用いられてきましたが、両方を同時に用いて新しいデバイスや機能を生み出すスピントロニクスと呼ばれる分野が20年以上前に立ち上がり様々なデバイスが世の中に出ようとしています。 本セミナーでは、まずスピンとは何か？について周期表に立ち戻って考えて、その後このスピンの性質を用いて実現できる不揮発磁気記録や情報デバイスについての原理を述べたいと思います。最後に最新の研究内容にも触れ、スピンがもたらす新しいエレクトロニクスの未来を説明できればと思います。 |
（注）今回のセミナーは、オンラインでの講演となります。
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当日の様子
セミナーの前半では，かなり基礎的なことから説明して頂きましたので，学生もかな
り理解できたようでした。後半から少し苦しかったようですが，最後は複数の教員か
ら色々質問が出て活発な質疑応答の時間となりました。
第２回
講演題目：量子力学を使って計算する
日時：2020年12月15日（火）16:30〜17:30
場所：北館H棟３階 久保卒研室（久保研究室前）
講師：都倉康弘 教授（筑波大学数理物質系物理学専攻）
講演概要
| 20世紀初頭に確立した量子力学は、様々なかたちで私たちの生活に深く浸透しています。
例えば、ディスクに記録された音楽やデータを読み出すことを可能にするレーザー、人の脳などの障害を調べるMRI（核磁気共鳴画像法）などはそれらのほんの一例です。 このセミナーでは、この量子力学を応用して、情報処理（計算）に適用する最近の試みについて解説します。 その最初のアイディアは、皆さんご存知かもしれませんが米国の物理学者リチャード・ファインマンによってもたらされました。 ファインマンは朝永振一郎先生と一緒にノーベル物理学賞を受賞された人です。 そのアイディアを元にしてまずは理論的な研究により、量子力学を使った計算機（以下、量子計算機と呼びます）が実現したら、現在の計算機をはるかに凌駕する計算を実行できる事がわかりました。 現在、世界中の多くの研究機関により、この量子計算機の実現をめざして活発な開発競争が進められています。 これらについて、出来るだけわかりやすく解説する予定です。 |
（注）今回のセミナーは、オンラインでの講演となります。
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当日の様子
セミナーでは基礎から丁寧に説明して頂き、学生にも分かりやすいと大好評でした。
また、最後の質問タイムでも学生が積極的にたくさん質問していました。質問仕切れ
なかった分は、後からメールでまとめて質問させて頂きました。
第１回
講演題目：ナノデバイスの電気伝導特性
日時：2019年9月3日（火）14:00〜15:00
場所：北館H棟３階 久保卒研室（久保研究室前）
講師：羽田野剛司 准教授（日本大学工学部電気電子工学科）
講演概要
| 近年、半導体微細加工技術の進歩により数10nmの電子デバイス(ナノデバイス)が実現している。このようなnmスケールの領域では、電子は粒子としてだけではなく波としての性質を見せる。そのため、ナノデバイスにおいては、粒子と波動の二重性に起因する量子力学的な効果が電気伝導特性に現れる。本セミナーでは、このようなナノデバイスの代表的な量子ポイントコンタクト及び量子ドットを中心として、その作製方法及び基本的な電気伝導特性について話を進める。さらに、最近注目を集めている、従来のコンピュータとは全く異なる原理で動作する量子コンピュータに関しても話をする予定である。 |
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当日の様子
セミナー開始前にグラファイトの反磁性を感じる実験を行い、学生にも体験してもらいました。
今回のセミナーには、電気電子システム系の4年生も参加してくれて、皆さん積極的に質問するなど盛況でした。
セミナー終了後には懇親会も行い、講師の羽田野先生を囲んで色々な話をしました。
また、講師の羽田野先生から福島郡山の日本三大まんじゅうのお土産を頂きました。