量子情報と時空の物理[第3版]

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近年,特に大学理工系の大学院の充実はめざましいものがあります.しかしながら学部上級課程や大学院課程の学術的なテキスト・参考書はきわめて少ないのが現状です.
本ライブラリは,これらの状況を踏まえて,数理科学諸分野および関連する領域から現代的なテーマやトピックスを順次とりあげ,時代の要請に応える魅力的なライブラリを構築しようとするものです.

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量子情報と時空の物理[第3版]

量子情報物理学入門
定価:
3,080
(本体:2,800円+税)
難易度:中級

発行日:2026年6月25日

発行:サイエンス社

ISBN:978-4-7819-1669-9

サイズ:並製B5

ページ数:232ページ

在庫:在庫あり

内容詳細

量子情報物理学は基礎物理学の諸分野において,重要性が一層増している.本書はその入門的実用書である.初版刊行以来,多くの読者に読み継がれて12年を経た今回の改訂では,「AIが見る量子時空」の章を新たに加えて,さらに充実した内容となっている.

目次

第1章 量子情報と量子状態
  1.1 量子ビットと量子情報
  1.2 量子状態が導く頻度主義的確率と単発測定における客観情報
  1.3 量子状態トモグラフィ
  1.4 混合状態の純粋化
  1.5 量子情報のアイデンティティ

第2章 量子測定
  2.1 ポインター基底測定
  2.2 量子測定における現代的コペンハーゲン解釈のいくつかの本質的側面
  2.3 一般化された量子測定

第3章 量子操作
  3.1 一般的な量子操作としてのTPCP写像
  3.2 LOCC:局所的操作と古典通信
  3.3 連鎖する測定過程としてのLOCC
  3.4 LOCCのユニタリー化
  3.5 TPCP写像と量子状態の間の双対性

第4章 量子エンタングルメント
  4.1 量子エンタングルメントの操作論的定義
  4.2 量子エンタングルメント解析における局所性の定義の重要性
  4.3 エンタングルメントエントロピー
  4.4 2体系の状態変化と量子エンタングルメント
  4.5 確率的LOCCによる状態変化と多体系の量子エンタングルメント
  4.6 混合状態に対するエンタングルメント測度の一般論
  4.7 ネガティビティと対数ネガティビティ
  4.8 ガウス量子状態に対するネガティビティ
  4.9 基底状態のエンタングルメントと局所強受動性
  4.10 量子テレポーテーション

第5章 連続測定と量子ゼノン効果
  5.1 直接測定によるゼノン効果
  5.2 間接測定での量子ゼノン効果の実現不可能性
  5.3 一方向性量子ダイナミクスと崩壊時刻の確率分布
  5.4 一方向性条件を厳密に満たすモデル

第6章 ウンルー効果と量子情報
  6.1 一様加速度運動をする測定者と等価原理
  6.2 慣性系での量子場
  6.3 一様加速度系での量子場
  6.4 ウンルー効果とエンタングルメントエントロピー
  6.5 真空状態のネガティビティ
  6.6 ウンルー効果とブラックホール

第7章 ホーキング輻射と量子情報
  7.1 ブラックホール形成と動的鏡モデル
  7.2 2次元動的鏡モデル
  7.3 ホーキング輻射の量子もつれ
  7.4 量子もつれのモノガミーとホーキング輻射
  7.5 ブラックホールの情報喪失問題
  7.6 場の理論におけるパートナー公式

第8章 量子エンタングルメントと負エネルギー
  8.1 基底状態の量子エンタングルメントが生み出す負エネルギー密度
  8.2 量子場の負エネルギー密度
  8.3 ブラックホール時空での負エネルギー密度流

第9章 量子エネルギーテレポーテーション
  9.1 基底状態の量子エンタングルメント破壊と局所冷却問題
  9.2 ミニマルQETモデル
  9.3 一般スピン鎖系におけるQET
  9.4 QETにおけるエネルギーと情報量の関係性
  9.5 量子場を用いたQET
  9.6 ブラックホールとQET

第10章 AIが見る量子時空
  10.1 時空測定機としてのAI
  10.2 漸近的対称性に伴った物理量に関する注意
  10.3 時空中の天体運動のビッグデータからAIは一意的に時空計量を決定できるのか?
  10.4 深層学習アイソメトリー
  10.5 教師付き機械学習
  10.6 量子AI同士の会話
  10.7 AIにとっての「ルビンの壺」と事象の背反性
  10.8 量子的重ね合わせ状態を1回で区別できる量子AIはユニタリー性を破る
  10.9 量子AIの自由意志問題

付録A 連続系の状態トモグラフィ

付録B シュミット分解

付録C フォンノイマンエントロピーの凹性の証明

付録D トレースノルムが行列凸関数である証明

付録E ガウス状態のネガティビティの公式の導出

参考文献
索引

サポート情報

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