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Masahiro Hotta
@hottaqu
情報理論の観点をスタートにして標準的な量子力学を扱うこの教科書は大学院生やプロ研究者向けのもの。でも世間には学部レベルの教科書や一般向けの本のニーズもあるらしい。一人でやるのは時間的にも大変だが、誰かが協力してくれれば、書いてもいいかも。後、良い編集者の方と出版社の協力もあれば。 pic.twitter.com/Ue5cJ22Evn
2019-12-04 07:14:54
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Masahiro Hotta
@hottaqu
ここでの「標準的な量子力学」とは、情報理論の一種としての認識論的なコペンハーゲン解釈の量子力学のことであり、「誰かが協力してくれれば」とは共著者という意味で、共著者（院生以上の方で、その執筆過程の中では、量子力学が凄く分かるようになるはず）と編集者と出版社が見つかればという意味。
2019-12-04 07:27:01
Masahiro Hotta
@hottaqu
「観測問題は最初から存在しない」とはっきり書いてある学部生向けの量子力学の初等的な教科書があれば、確かにそれは良いとおもう。
2019-12-04 07:30:29
Masahiro Hotta
@hottaqu
量子力学自体が情報理論の一種なので、そういう21世紀流の学部生向け教科書は、やっぱり必要なのかもしれない。良い共著者、編集者、出版社からオファーがあれば、考えたい。『情報理論としての量子力学』とかのタイトルでも良い。理学部の学生さんが使える基礎物理の内容で。 twitter.com/hottaqu/status…
2019-12-05 04:41:10
Masahiro Hotta
@hottaqu
『ハミルトニアンがない量子力学』（量子情報）と『ハミルトニアンがある量子力学』（量子物理）の両方を融合する量子情報物理学の視点は、とても重要なものとなっている。
2019-12-05 04:43:51
Masahiro Hotta
@hottaqu
シュレーディンガー方程式は、その象徴的アイテムだ。出てくる量子状態|ψ(t)〉は、物理量の観測値の確率分布の集合であるため、系の「情報の束」であるし、またその各情報の流れは動力学の象徴としてのハミルトニアンHに支配されている。これは「量子情報物理学の基礎方程式」と見なすべきものなのだ。 pic.twitter.com/qQhUZjNbX3
2019-12-05 04:54:48
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Masahiro Hotta
@hottaqu
量子状態（波動関数）が物理的な実在ではなく、情報の束だということは、下記スレッドをご参照。 twitter.com/hottaqu/status…
2019-12-05 04:55:33
Masahiro Hotta
@hottaqu
量子力学は、情報理論の一種です。量子状態は、任意の物理量を測定したときのその観測値の確率分布を与えます。また逆にある物理量の確率分布が分かると、量子状態は一意に定まります。つまり「量子状態」＝「物理量の観測値の確率分布の集合」ということです。
2019-12-04 04:28:50
Masahiro Hotta
@hottaqu
そのとおり。｜猫が生きている箱の中全体＞という意味で、箱の中で起きている歴史の１つと表現できるもの。他方の歴史が｜猫が死んでしまった中全体＞。さらにいつ死んだかに関する時刻が異なる歴史状態達も本来は区別されて、それらは全部量子的な重ね合わせになる。 twitter.com/gejiqmq/status…
2019-12-05 06:18:18
QmQ
@gejiqmq
猫問題、よく｜生きてる猫＞とか書かれますけど、それは記法が面倒だからです。純粋状態じゃない、普通に育てた猫でもokです。話は基本的にかわらないです。ただ、部屋に入れたら全世界から遮断。
2019-12-04 18:23:48
Masahiro Hotta
@hottaqu
全国の理学部の教員の皆さん。もう21世紀ですし、標準的授業内容の見直しをすべき時期ですよね。学部の授業に、ベル不等式の破れや量子情報が入っていないのは、いかがなものでしょうね。学習院大でのこの取り組みのようなものを、皆さんのところの物理学徒達も期待しています。 twitter.com/Hal_Tasaki/sta…
2019-12-05 06:31:57
Hal Tasaki
@Hal_Tasaki
量子力学は一年以上かけて調和振動子・角運動量・水素原子・摂動論など標準的な話題を消化し原子による光の吸収までやったので（散乱理論とかやんない！）最後の三回は（どっかの演習に負けないように (←負けるけど)）非局所性や観測など量子論の本質に迫る話をするのじゃ！ twitter.com/Perfect_Inside…
2019-12-04 18:28:47
Masahiro Hotta
@hottaqu
敢えて基礎科学を追求する理学部物理学科に入学した物理学徒達に、ベルの不等式の破れを教えないで卒業させても、満足させられます？量子情報なしで済まして、今後彼らが成長できると思います？
2019-12-05 06:35:17
Masahiro Hotta
@hottaqu
自分達が観測問題の黒歴史の中での量子力学教育を受けたからと言って、この21世紀を担う若い物理学徒達に、自分と同じ程度の知識を授けるだけで済むと思いますか？全国の理学部物理学科の教員の皆さん。
2019-12-05 06:38:23
Masahiro Hotta
@hottaqu
工学部でも、量子情報を含んだ量子力学の講義カリキュラムをもっと系統だって整備しないと、その大学の活力はますます下がることでしょう。日本の各大学の理工系学部のマネージメントをされている方々は、真剣に受け止めてもらったほうが良いとおもいます。 twitter.com/hottaqu/status…
2019-12-05 06:44:26
Masahiro Hotta
@hottaqu
まだ日本のほとんどの大学の理学部物理学科では当たり前になっていないのだが、ベルの不等式や量子テレポーテーションくらい普通に量子力学のカリキュラムに採り入れて欲しいところ。
2019-12-05 06:51:07
Masahiro Hotta
@hottaqu
これは英国UCLでの量子力学の講義でベル不等式を教える前に、受講生に向けて送られたメール。実在性の観念と同時に、ショックのあまりに自分の存在までが揺らぐので、メンタルを支えてくれる友人を用意したほうが良いと、冗談混じりにその重要性を強調した内容。しかし、それだけ本質的な結果なのだ。 pic.twitter.com/gT8Of6doHP
2019-12-05 06:56:50
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Masahiro Hotta
@hottaqu
ベル不等式を知ってるという物理屋でも、その理解が一知半解で、未だ素朴実在論への変な拘りがまだ強い人さえもいる。それでもベル不等式を知っているだけでもマシで、講義で学生に教えられる程度にその本質を掴んでる物理屋の数は、日本ではまだ凄く少ないと感じている。この状況は変えていかないと。
2019-12-05 07:01:23
Masahiro Hotta
@hottaqu
理学部物理学科の量子力学の講義では、きちんと量子測定理論くらいは教えないといけない。最近でも、POVMとか測定演算子とかフォンノイマンのポインター基底測定とかさえ知らない教員がいた。それを知らずして、不確定性関係とかを教えると、学生に不十分な理解しか与えられないだろう。
2019-12-05 07:07:38
Masahiro Hotta
@hottaqu
量子測定理論を知らないから、時間とエネルギーの不確定性関係すらも、湯川秀樹の時代と同様のいい加減なことを教えることになる。「短時間ならばエネルギー保存則は破れても良い」と未だ講義で教えている教員は、21世紀の現在では失格だ。
2019-12-05 07:09:35
Masahiro Hotta
@hottaqu
重い仮想粒子を飛ばして力を媒介する説明をされるとき、ファインマン図を見せられながら、「短時間ならばエネルギーは保存しなくて良いから、重い粒子でも許される」という説明を聞いたら、それは完全な間違いです。量子力学でも、エネルギー保存則は常に成り立ちます。 mhotta.hatenablog.com/entry/2014/03/…
2019-12-05 07:13:45
Masahiro Hotta
@hottaqu
またこれも多い誤解ですが、測定時間とエネルギー測定の誤差の間にも、原理的な不確定性関係は存在しません。 mhotta.hatenablog.com/entry/2014/04/…
2019-12-05 07:15:16
Masahiro Hotta
@hottaqu
相対論を考えると、エネルギーと運動量は４元ベクトルを組んでローレンツ変換されるので、位置と運動量に不確定性関係があるのなら、時間とエネルギーにも不確定性関係があるはずというもの間違い。相対論的な場の理論には１粒子の位置と運動量の不確定性関係は存在しません。 mhotta.hatenablog.com/entry/2014/04/…
2019-12-05 07:19:38
Masahiro Hotta
@hottaqu
これらを誤解をしたままの、現代的な量子測定理論の知識を持たない教員に、これからを担う若い物理学徒へ量子力学の満足な講義ができると思いますか？またベル不等式や量子情報を教えないで済むと思われますか？全国の理学部物理学科の教員の皆さんは、是非真剣に考えて頂きたいところです。
2019-12-05 07:22:53
Masahiro Hotta
@hottaqu
重力波観測のように、今後どの分野でも量子限界に近い高精度の測定機設計を目指すことでしょう。理論志望の物理学徒だけでなく、実験家を目指す物理学徒にも、測定機の原理的な量子限界を教える量子測定理論は重要です。本当に、理工学系の授業は前世紀のカリキュラムのままでいいのでしょうか。
2019-12-05 07:43:00
Masahiro Hotta
@hottaqu
日本の大学の物理学科の教員で、量子力学の測定には理想測定しかないと思っている人がいたことは、大きな衝撃ではあった。POVM測定や一般測定という単語も聞いたことがないということだった。これは本当に深刻な日本の大学教育の現状だとおもう。 twitter.com/hottaqu/status…
2019-12-05 07:53:05
Masahiro Hotta
@hottaqu
物性のバンド計算や素粒子の散乱振幅計算ができれば良いという時代ではなくなっている。若い物理学徒には、時代にあった教育が必要なはず。量子測定理論や量子情報理論は、彼等にとって必須。
2019-12-05 07:56:12
Masahiro Hotta
@hottaqu
前世紀の量子力学教育を受けたままで、その後アップデートされていないため、このスレッドに書いてあるような誤解をまだしたままの物理学科の教員もいるのは事実。21世紀にもなって、そういう教員から量子力学を教わる物理学徒を大変気の毒だと思う。 twitter.com/hottaqu/status…
2019-12-05 08:01:28
Masahiro Hotta
@hottaqu
量子状態（波動関数）の収縮で一番誤解が多いのは、１つの系の量子状態は誰にとっても同じで、普遍的だと勘違いすること。物理的な実在ではなく、単なる情報の束なので、実際は観測者毎にちがう。
2019-12-01 19:42:54