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2010 年度 実績報告書

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
研究機関京都大学

研究代表者

谷村 省吾  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (90273482)

キーワードベルの不等式 / 量子論理 / 量子相関 / 代数的量子論
研究概要

ベルの不等式は、ある物理量の期待値の上限と下限を与える不等式であり、古典力学の論理に基づいて証明される。ところが、量子力学の論理は、期待値がベルの不等式の許容範囲の外にも存在することを導くので、ベルの不等式は古典と量子の論理構造の違いを浮き立たせる。しかし、従来のベル不等式に関しては、古典論理はつねに量子論理の範囲内に収まる予測を与えるので、古典論と量子論の公平な比較検証方法とは言えなかった。私は、この点を改善して、古典論と量子論の予測値が、一方が他方を包含するのではない、公平な比較が可能であるような物理量を見つけ、その期待値が満たす不等式を証明した。この結果は、従来の「古典力学は、量子力学の特別な場合であり、量子力学に包含される」という素朴な理解を覆すものであり、古典論と量子論の位置づけを革新的に改めるものである。しかもそれが単に思弁的な相違点ではなく、物理実験として検証可能な相違点であることを示したという意義がある。この成果は論文として学術雑誌(Progress of Theoretical Physics)に出版し、国際的な研究会でも発表した。さらに、実験家とも討論して、この理論式を実験検証するための方法を探っている。
また、量子力学の最新の定式化として代数的量子論と呼ばれる理論構成があるが、この理論は高度な数学を用いるので多くの物理学者たちからは敬遠されていた。私は、代数的量子論は量子力学の本質を正しく、しかも直観的に理解するのにうってつけの方法であることに気づき、代数的アプローチを中核とする量子力学の再構成を試みている。この理論は雑誌「理系への数学」に連載して発表している。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [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

  • [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

  • [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

  • [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

    • 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

  • [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

  • [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

  • [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

  • [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

  • [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

  • [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

  • [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

  • [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

  • [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
    • 年月日
      20100827-20100831
  • [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

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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