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新しいベル型不等式と量子相関

研究課題

研究課題/領域番号 22540410
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関名古屋大学 (2011-2012)
京都大学 (2010)

研究代表者

谷村 省吾  名古屋大学, 情報科学研究科, 教授 (90273482)

連携研究者 筒井 泉  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (10262106)
杉田 歩  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90398412)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード量子情報 / 量子測定理論 / ベルの不等式 / 超選択則 / 電子線 / 軌道角運動量 / らせん波 / 量子消去 / 量子相関 / 測定理論 / 孤立保存則 / 共変的指針 / 量子論理 / 代数的量子論
研究概要

ベル不等式は、隠れた変数理論の枠組み内で成立し、量子論では成立しない不等式である。ベル不等式が量子論では成立しないという事実は以前から知られていたが、その物理的原因や根拠は不明であった。本研究では、ベル不等式が量子論で破れるしくみを解明した。とくに局所的な物理量が非可換であることがベル不等式の破れにつながっていることを明らかにした。この知見をもとに、ベル不等式の拡張版を系統的に作り出す方法を考案し、量子論と隠れた変数理論とを公平に比較し検証する、新しい型のベル不等式の定式化に成功した。
また、従来、根拠不明で天下り的原理とされてきた超選択則を、測定理論のアプローチによって導出することに成功した。これによって測定可能な物理量の判定条件を得た。
また、実験グループと協力して、らせん電子波を用いたダブルスリット実験に実施し、軌道角運動量の不確定性関係および量子消去効果の検証に成功した。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (64件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (38件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) 図書 (2件) 備考 (9件)

  • [雑誌論文] Young's interference experiment with electron beams carrying orbital angular momentum2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hasegawa, K. Saitoh, N. Tanaka, S. Tanimura, M. Uchida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82巻

    • NAID

      210000132432

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 測定理論から見た超選択則2013

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      素粒子論研究電子版

      巻: 14巻, 5号 ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Young's interference experiment with electron beams carrying orbital angular momentum2013

    • 著者名/発表者名
      Yuya Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 号: 3 ページ: 33002-33002

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.033002

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ハイゼンベルクの不確定性関係と小澤の不等式の検証実験2013

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      パリティ

      巻: 28-01 ページ: 37-38

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 測定理論から見た超選択則2013

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      素粒子論研究 電子版

      巻: 14 ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 光子の逆説2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      日経サイエンス

      巻: 3月号(表紙掲載記事) ページ: 32-43

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門:第24回,新しい理論を求めて2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 4 ページ: 65-71

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 量子古典対応―量子化の技法,古典系創発の機構2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 50-4 ページ: 19-25

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第21回:遅延選択実験と量子消去2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 1 ページ: 47-53

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第22回:ボソンとフェルミオン2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 2 ページ: 47-53

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第23回:素粒子の世界2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 3 ページ: 52-58

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] ハイゼンベルク方程式を最初に書いた人はハイゼンベルクではない2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      素粒子論研究

      巻: 119-4C ページ: 280-290

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 量子論における超選択則の力学的起源とカラーの閉じ込め2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1774 ページ: 100-117

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第12回:円周上の量子力学と鏡映対称性の破れ2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 4 ページ: 56-61

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第13回:無限自由度と対称性の自発的破れ2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 5 ページ: 65-70

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第14回:惑星の古典力学と水素原子の量子力学2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 6 ページ: 58-64

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第15回:観測問題の基本概念2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 7 ページ: 56-61

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第16回:測定における確率則と遷移則2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 8 ページ: 56-61

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第17回:計量と次元解析と超選択則2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 9 ページ: 41-47

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第18回:有向量とパリティと超選択則2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 10 ページ: 42-48

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第19回:ゲージ超選択則の力学的由来2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 11 ページ: 47-53

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門第20回:新しい不確定性関係2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 12 ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] ホロノミーと力学系:一輪車から猫の宙返り,量子コンピュータまで2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 49-5 ページ: 8-14

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第9回:実現する対称性と破れる対称性2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 1 ページ: 68-73

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第10回:位置と運動量の正準交換関係2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 2 ページ: 58-63

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第11回:時間とハミルトニアン2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 3 ページ: 53-59

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] A method for systematic construction of Bell-like inequalities and a proposal of a new type of test2010

    • 著者名/発表者名
      T. Isobe and S. Tanimura
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics

      巻: 124巻 ページ: 191-205

    • NAID

      110007700550

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A method for systematic construction of Bell-like inequalities and a proposal of a new type of test2010

    • 著者名/発表者名
      T.Isobe, S.Tanimura
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics

      巻: 124 ページ: 191-205

    • NAID

      110007700550

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-channel系における相補性と双対性2010

    • 著者名/発表者名
      原田僚, 小嶋泉, 岡村和弥, 西郷甲矢人, 谷村省吾
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1705 ページ: 161-173

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第1回:古典力学と量子力学の違い2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 5 ページ: 4-8

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第2回:状態と物理量代数とGNS構成2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 6 ページ: 14-19

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第3回:GNS構成から見た可換代数と確率論2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 7 ページ: 16-21

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第4回:可換代数vs.非可換代数2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 8 ページ: 63-68

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第5回:スピン代数のGNS表現と純粋状態・混合状態2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 9 ページ: 62-67

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第6回:ゲルファント・ナイマルクの双対性2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 10 ページ: 63-68

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第7回:干渉効果と複合系,テンソル積代数2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 11 ページ: 62-67

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門 第8回:ベルの不等式とミステリー姉妹2010

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 12 ページ: 59-65

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 21世紀の量子論入門

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      理系への数学

      巻: 2010年5月号から2012年4月号まで24回連載

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 光子の局在化問題2013

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      第2回QUATUO研究会
    • 発表場所
      高知工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 測定理論から見た超選択則2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      研究会「物理と情報の階層構造:情報を接点とした諸階層の制御と創発」
    • 発表場所
      京都大学 基礎物理学研究所
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 測定理論から見た超選択則2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      研究会「物理と情報の階層構造:情報を接点とした諸階層の制御と創発」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 次元解析と向き付けと超選択則2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      第1回QUATUO研究会
    • 発表場所
      高知工科大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超選択則:量子系の測定可能量について2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      第7回科学基礎論春のセミナー
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超選択則講義2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      超選択則討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超選択則:量子系には測れない物理量があるのはなぜか?2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      KEK理論センター研究会「量子論の諸問題と今後の発展」
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 量子測定における測定可能性の判定条件と超選択則の導出2012

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Solution of the ladybug paradox proposed by Hosoya2011

    • 著者名/発表者名
      S. Tanimura
    • 学会等名
      Summer School on Precise Control of Quantum Systems: Toward Reliable Quantum Computing
    • 発表場所
      近畿大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Solution of the ladybug paradox proposed by Hosoya2011

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tanimura
    • 学会等名
      Summer School on Precise Control of Quantum Systems : Toward Reliable Quantum Computing
    • 発表場所
      Kinki University
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 量子化の諸問題2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      KEK・東京工業大学共催研究会「量子論の深化と発展」
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 細谷暁夫の『てんとう虫のパラドクス』の解決:量子測定の観点から2011

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Systematic construction of Bell-like inequalities and proposal of a new type of test2010

    • 著者名/発表者名
      S.Tanimura
    • 学会等名
      Summer School on Diversities in Quantum Computation/Information
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2010-08-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ystematic generalization of the Bell inequality and proposal of test of a new type2010

    • 著者名/発表者名
      S. Tanimura and T. Isobe
    • 学会等名
      10th Asian Conference on Quantum Information Science
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Systematic generalization of the Bell inequality and proposal of test of a new type2010

    • 著者名/発表者名
      S.Tanimura, T.Isobe
    • 学会等名
      10th Asian Conference on Quantum Information Science
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Frontiers in Quantum Information Research: Proceedings of the Summer School on Decoherence, Entanglement and Entropy, MPS and DMRG, edited by Mikio Nakahara, Shu Tanaka2012

    • 著者名/発表者名
      S. Tanimura
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] Frontiers in Quantum Information Research2012

    • 著者名/発表者名
      Mikio Nakahara
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 日経サイエンス2012年7月号 pp.16-18 「測れるって何?-"存在する"と"見える"の間のギャップは意外に大きい」

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 日経サイエンスweb article「測れるって何?」2012年5月25日

    • URL

      http://www.nikkei-science.com/?p=24822

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 名古屋大学プレスリリース「電子の基本的な性質がまた明らかに-らせん状の波面をもつ電子の物理的性質の解明-」 2013年1月30日

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20130130_esi.pdf

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 日刊工業新聞 web news「公転運動量異なる2電子、重ね合わせで干渉-名大など発見」2013年2月1日

    • URL

      http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0720130201eaab.html

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 日刊工業新聞(2013年2月1日, 朝刊18面)「公転運動量異なる2電子、重ね合わせで干渉-名大など発見」

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 中日新聞(2013年2月8日, 朝刊31面)「電子の性質、新発見-「波」重なると影響し合う-名大グループ」

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 日経サイエンス2013年5月号 pp.16-17 「不確定性原理で電子の記憶を消す」

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 日経サイエンスweb article「不確定性原理で電子の記憶を消す」2013年3月25日

    • URL

      http://www.nikkei-science.com/?p=34728

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] 電子の基本的な性質がまた明らかに―らせん状の波面をもつ電子の物理的性質の解明―

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20130130_esi.pdf

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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