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第71回 物性若手夏の学校 Condensed Matter Physics Summer School

集中ゼミ 2F

測定の量子基礎論と量子情報科学 —両立不可能性を中心に—

高倉 龍 先生 🌐

大阪大学

量子情報科学における中心的な解析対象は、状態の測定から得られる確率分布である。

本講義で着目するのは「状態」ではなく「測定」の基礎理論である。

特に、複数の量子測定を同時にかつ正確に実現できないという性質である「測定の両立不可能性(measurement incompatibility)」を主題とし、その理論的展開を概観する。

具体的には、Heisenbergの不確定性関係の現代的な精密化をはじめ、ノイズに対するロバストネスを通じた両立不可能性の定量化、Bell非局所性への本質的な寄与、さらには量子リソース理論との結びつきに至るまでを体系的に解説する。

エンタングルメントを中心とする「状態」の理論に比べ、量子情報科学における「測定」の理論は未開拓の領域を多く残しており、豊かな発展性を秘めている。

本講義では、測定の両立不可能性を通して、伝統と革新、物理と情報科学、そして基礎と応用が交差する量子情報科学分野の最前線を展望する。