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量子集合論による量子基礎論の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K19970
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関中部大学 (2019)
名古屋大学 (2017-2018)

研究代表者

小澤 正直  中部大学, 工学部, 特任教授 (40126313)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード量子集合論 / トポス量子論 / パラコンシステント論理 / ド・モルガンの法則 / 直観主義論理 / スペクトル前層 / フォン・ノイマン代数 / オーソモジュラー束 / 移行原理 / 量子力学 / 有界量化 / 含意 / 量子論理 / ハイティング代数 / 直観主義集合論 / 矛盾許容論理 / トポス / 数学基礎論 / 数理物理学 / 量子基礎論 / 関数解析学
研究成果の概要

量子力学の観測命題の論理である量子論理の上に数学を構築することは、経験と論理と数学を繋ぐ興味深いプログラムである。竹内外史は量子集合論を構築し、そこで定義される実数と量子物理量の同等性を示して、このプログラムに先鞭を着けた。本研究では、量子集合論とトポス量子論の関係を明らかにする問題と竹内の量子集合論で有界量化に対するド・モルガンの法則が成立しない問題の2つの懸案を研究し、解決に導いた。この成果により、量子論理、直観論理、パラコンシステント論理に基づく集合論の間に新しい統合が生まれた

研究成果の学術的意義や社会的意義

数学は従来、古典論理の上に基礎付けられ、数学的真理は経験と無関係と考えられてきたが、量子力学は、それとは全く異なるタイプの論理を基礎に持つことが明らかにされてきた。本研究では、量子論理に基づく数学を研究することにより、量子力学の持つ論理的基礎を明らかにするとともに、従来の量子力学では、確率的予言が不可能であった物理量の間の可換性、同値性、順序等の関係性に対しても確率的予言を可能にし、量子力学の予言能力を大いに高めることに成功した.このようにして、経験科学の論理に基づいて数学を展開する新たな数学的方法と、その有用性を明らかにし、新しい数学像を確立した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] University of Constantz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Konstanz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reforming Takeuti's Quantum Set Theory to Satisfy De Morgan's Laws2020

    • 著者名/発表者名
      Masanao Ozawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the Symposium on Advances in Mathematical Logic 2018 (SAML 2018)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Theory of Quantum Instruments to Psychology: Combination of Question Order Effect with Response Replicability Effect2019

    • 著者名/発表者名
      Masanao Ozawa and Andrei Khrennikov
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 22 号: 1 ページ: 37-37

    • DOI

      10.3390/e22010037

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Soundness and completeness of quantum root-mean-square errors2019

    • 著者名/発表者名
      Ozawa Masanao
    • 雑誌名

      npj Quantum Information

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1038/s41534-018-0113-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Quantum Set Theories Satisfying Both the Transfer Principle and De Morgan's Laws2020

    • 著者名/発表者名
      Masanao Ozawa
    • 学会等名
      17th International Conference on Quantum Physics and Logic (QPL 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子測定理論と不確定性原理への状態依存的アプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      小澤正直
    • 学会等名
      第40回量子情報技術研究会 (QIT40)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] State-dependent approach to quantum measurements and uncertainty relations2019

    • 著者名/発表者名
      Masanao Ozawa
    • 学会等名
      The 20th Vaxjo conference on Quantum Foundations "Quantum Information Revolution: Impact to Foundations" (QIRIF)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 量子測定の誤差とは何か?2019

    • 著者名/発表者名
      小澤正直
    • 学会等名
      研究集会「幾何学とインターネットの数理2019」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 竹内の量子集合論の改良:有界量化に関するDe Morganの法則を満たす量子集合論2019

    • 著者名/発表者名
      小澤正直
    • 学会等名
      2019年日本数学会秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] From Boolean-valued analysis to quantum set theory2018

    • 著者名/発表者名
      Masanao Ozawa
    • 学会等名
      Symposium on Advances in Mathematical Logic 2018 (SAML 2018): Takeuti Memorial Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Reality and measurement in algebraic quantum theory: NWW 2015, Nagoya, Japan, March 9-132018

    • 著者名/発表者名
      Masanao Ozawa, Jeremy Butterfield, Hans Halvorson, Miklos Redei, Yuichiro Kitajima, Francesco Buscemi (共編)
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811324864
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 量子と情報:量子の実在と不確定性原理2018

    • 著者名/発表者名
      小澤正直
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      青土社
    • ISBN
      4791771109
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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