Yutaka Shikano. Visualizing a Quantum State

Similar documents
Reactive Fluid Dynamics 1 G-COE 科目 複雑システムのデザイン体系 第 1 回 植田利久 慶應義塾大学大学院理工学研究科開放環境科学専攻 2009 年 4 月 14 日. Keio University

C-H Activation in Total Synthesis Masayuki Tashiro (M1)

CMB の温度 偏光揺らぎにおける弱い重力レンズ効果 並河俊弥 ( 東京大学 )

京都 ATLAS meeting 田代. Friday, June 28, 13

近距離重力実験実験室における逆二乗則の法則の検証. Jiro Murata

Illustrating SUSY breaking effects on various inflation models

一般化川渡り問題について. 伊藤大雄 ( 京都大学 ) Joint work with Stefan Langerman (Univ. Libre de Bruxelles) 吉田悠一 ( 京都大学 ) 組合せゲーム パズルミニ研究集会

The unification of gravity and electromagnetism.

Crustal Deformation Associated with the 2005 West Off Fukuoka Prefecture Earthquake Derived from ENVISAT/InSAR and Fault- slip Modeling

重力波天体の多様な観測による 宇宙物理学の新展開 勉強会 熱海 銀河における元素量の観測. 青木和光 Wako Aoki. 国立天文台 National Astronomical Observatory of Japan

Relation of machine learning and renormalization group in Ising model

質量起源 暗黒物質 暗黒エネルギー 宇宙線 陽子崩壊 ニュートリノ質量 米国 P5 ニュートリノ CPV 宇宙背景ニュートリノクォーク レプトンマヨラナ粒子 ニュートリノ測定器 陽子崩壊探索. Diagram courtesy of P5. Origin of Mass.

超新星残骸からの陽子起源ガンマ線 放射スペクトルの変調機構

Agilent 4263B LCR Meter Operation Manual. Manual Change. Change 1 Add TAR in Test Signal Frequency Accuracy Test (Page 9-38) as follows.

Hiroshi Ikeda a, *, Akiko Shimizu a, Makoto Ogawa b, Yasushi Ibaragi b and Shinobu Akiyama c : Lectotypification of Glaziocharis abei (Burmanniaceae)

Evaluation of IGS Reprocessed Precise Ephemeris Applying the Analysis of the Japanese Domestic GPS Network Data

-the 1st lecture- Yoshitaka Fujita Osaka University. Snake of March 16-20, 2015

谷本俊郎博士の研究業績概要 谷本俊郎博士は これまで地球内部の大規模なマントルの対流運動を解明するための研究 および 大気 - 海洋 - 固体地球の相互作用に関する研究を様々な角度から進めてきた これらのうち主要な研究成果は 以下の様にまとめることができる

PROTEUS, AND THE NAME OF THE TYPE SPECIES OP THE GENUS HUENIA

D j a n g o と P H P の仲間たち ( 改変済 ) サイボウズ ラボ株式会社 TSURUOKA Naoya

英語問題 (60 分 ) 受験についての注意 3. 時計に組み込まれたアラーム機能 計算機能 辞書機能などを使用してはならない 4. 試験開始前に 監督から指示があったら 解答用紙の受験番号欄の番号が自身の受験番号かどうかを確認し 氏名を記入すること

日本政府 ( 文部科学省 ) 奨学金留学生申請書

シミュレーション物理 6 運動方程式の方法 : 惑星の軌道 出席のメール ( 件名に学生番号と氏名 ) に, 中点法をサブルーチンを使って書いたプログラムを添付

2015 年度研究活動報告理工学術院 先進理工 応用物理学科小澤徹 Department of Applied Physics, Waseda University

( 主査 ) 教授髙橋秀幸教授山口信次郎准教授佐藤修正

Taking an advantage of innovations in science and technology to develop MHEWS

二国間交流事業共同研究報告書 共同研究代表者所属 部局独立行政法人理化学研究所 創発物性科学研究センター

Hetty Triastuty, Masato IGUCHI, Takeshi TAMEGURI, Tomoya Yamazaki. Sakurajima Volcano Research Center, DPRI, Kyoto University

むらの定量化について IEC-TC110 HHG2 への提案をベースに ソニー株式会社冨岡聡 フラットパネルディスプレイの人間工学シンポジウム

GRASS 入門 Introduction to GRASS GIS

Mathematics 数理科学専修. welcome to 統合数理科学を 目 指 す 基礎理工学専攻

What the IceCube UHE ν results tell about the origin of UHE Cosmic Rays

数理統計学から た Thermo-Majorization: 統計モデルの 較と情報スペクトル. National Institute of Informatics Keiji Matsumoto

第 6 回 スペースデブリワークショップ 講演資料集 291 E3 デオービット用膜面展開機構の開発 Development of Membran Deployment mechanism for Deorbiting 高井元 ( 宇宙航空研究開発機構 ), 古谷寛, 坂本啓 ( 東京工業大学 ),

2018 年 ( 平成 30 年 ) 7 月 13 日 ( 金曜日 ) Fri July 13, 2018

Development of a High-Resolution Climate Model for Model-Observation Integrating Studies from the Earth s Surface to the Lower Thermosphere

Development of Advanced Simulation Methods for Solid Earth Simulations

THE HOLISTIC LOVE REPORT

NIE を取り入れた教育実践研究 大学 2 年生を対象とした時事教養 Ⅰ の授業実践を通して. Educational Research based on Newspaper In Education (NIE)

din Linguistics 一 一 St1'uctur~s a proposals representagrammati squite incomplete. Although generate al

Day 5. A Gem of Combinatorics 組合わせ論の宝石. Proof of Dilworth s theorem Some Young diagram combinatorics ヤング図形の組合せ論

Numerical Simulation of Seismic Wave Propagation and Strong Motions in 3D Heterogeneous Structure

WHO 飲料水水質ガイドライン第 4 版 ( 一部暫定仮訳 ) 第 9 章放射線学的観点 9.4 飲料水中で一般的に検出される放射性核種のガイダンスレベル 過去の原子力緊急事態に起因する長期被ばく状況に関連する可能性のある人工の放射性核種のみならず 飲料水供給で最も一般的に検出される自然由来及び人工

Safer Building and Urban Development ( 安全な建物づくり まちづくりづ ) Contents ( 内容 ) 1)Lessons from building damage by earthquake motions and/or tsunami ( 振動被害または

新学習指導要領で求められる暗黙知の指導に関する事例研究 保健体育科教育法 Ⅰと器械運動 Ⅱにおける指導内容から

Oxford, Vol. 9, pp (2004).. (3) 微小空間を活用する多相系有機合成反応 小林重太 森雄一朗 小林修 化学と工業 59, pp (2006).

モータ用モデル予測電流制御における 予測用モータモデルの磁気特性表現の改善

車載用高効率燃焼圧センサー基板に最適なランガサイト型結晶の開発 結晶材料化学研究部門 シチズンホールディングス ( 株 )* 宇田聡 八百川律子 * Zhao Hengyu 前田健作 野澤純 藤原航三

一体型地上気象観測機器 ( ) の風計測性能評価 EVALUATION OF WIND MEASUREMENT PERFORMANCE OF COMPACT WEATHER SENSORS

EDL analysis for "HAYABUSA" reentry and recovery operation はやぶさ カプセル帰還回収運用における EDL 解析

SOLID STATE PHYSICAL CHEMISTRY

ROSE リポジトリいばらき ( 茨城大学学術情報リポジトリ )

井出哲博士の研究業績概要 井出哲博士はこれまで データ解析や数値シミュレーションの手法を用いることによって 地震の震源で起きている現象を様々な角度から研究してきた その主な研究成果は 以下の 3 つに大別される

非弾性散乱を利用した不安定核 核構造研究 佐藤義輝東京工業大学

マテリアルズインフォマティクスの最前線 吉田 亮. サイエンティフィック システム研究会 科学技術計算分科会 2017年度会合

低温物質科学研究センター誌 : LTMセンター誌 (2013), 23: 22-26

高エネルギーニュートリノ : 理論的な理解 の現状

Method for making high-quality thin sections of native sulfur

Introduction to Multi-hazard Risk-based Early Warning System in Japan

Absolute Calibration for Brewer Spectrophotometers and Total Ozone/UV Radiation at Norikura on the Northern Japanese Alps

Technical report Approaches to Life Estimation of Electronic Circuits

Photoacclimation Strategy in Photosystem II of Prymnesiophyceae Isochrysis galbana

Study of Cloud and Precipitation Processes Using a Global Cloud-system Resolving Model

Seasonal Variations of Global, Reflected, and Diffuse Spectral UV Observations based on Brewer Spectrophotometers at Tsukuba, 2004 to 2012

KOTO実験による K中間子稀崩壊探索 南條 創 (京都大学)

21 点 15 点 3 解答用紙に氏名と受検番号を記入し, 受検番号と一致したマーク部分を塗りつぶすこと 受検番号が 0( ゼロ ) から始まる場合は,0( ゼロ ) を塗りつぶすこと

山口英斉博士の研究業績概要 山口博士は 原子核物理学の実験的研究を専門とし 主に宇宙核物理学分野において 以下に述べる研究業績をあげてきました

高分解能原子核乾板を用いた暗黒物質探索 中竜大 名古屋大学基本粒子研究室 (F 研 ) ICEPP 白馬

BCR30AM-12LB. RJJ03G Rev I T(RMS) 30 A V DRM 600 V I FGT I, I RGT I, I RGT III 50 ma : PRSS0004ZE-A ( : TO-3P) 4 2, 4

結合および相互作用エネルギーの定量的 評価法の開発と新規典型元素化合物の構築

Parameter Estimation of Solar Radiation Pressure Torque of IKAROS

Fusion neutron production with deuterium neutral beam injection and enhancement of energetic-particle physics study in the Large Helical Device

Incompatibility and Reproductive Output in Distylous Psychotria boninensis (Rubiaceae), Endemic to the Bonin (Ogasawara) Islands, Japan

ATLAS 実験における荷電ヒッグス粒子の探索

Reaction mechanism of fusion-fission process in superheavy mass region

Global Spectral UV in Recent 6 Years and Test Observation of Diffuse Spectral UV with Brewer Spectrophotometer at Rikubetsu, Central Hokkaido

Report on the experiment of vibration measurement of Wire Brushes. mounted on hand held power tools ワイヤ ブラシ取付け時の手持動力工具振動測定調査の実施について

生命科学科 3 年後期 分子細胞生物 I 相同アミノ酸配列の比較解析 藤博幸関西学院大学理工学部生命医化学科

October 7, Shinichiro Mori, Associate Professor

IAU IAU commission president vice-president 8 9 IAU. 2. IAU Division structure. Commission 31 SKYPE 4.

CALET の軌道上観測性能と初期観測成果 CALET: In-flight Performance and Preliminary Results

28 th Conference on Severe Local Storms 11 Nov Eigo Tochimoto and Hiroshi Niino (AORI, The Univ. of Tokyo)

Ancient West Asian Civilization as a foundation of all modern civilization New Geological and Archaeological Academic Research in Japan

Altitudinal Increasing Rate of UV radiation by the Observations with Brewer Spectrophotometers at Norikura, Suzuran and Tsukuba

Kinetic Analysis of the Oxidation of Ascorbic Acid in an Open Reactor with Gas Bubbling

飯塚毅博士の研究業績概要 飯塚毅博士はこれまで, 地質学 同位体年代学 地球化学的手法に基づいて, 固体地球の進化, 特に大陸地殻進化過程の解明に取り組んできた 同博士の研究は, 以下の 3 つよりなる

Deep moist atmospheric convection in a subkilometer

9.Mistakes occur no matter ( ) careful you try to be. ( ア )how ( イ )what ( ウ )with ( エ )on

東京大学大学院工学系研究科 物理工学専攻 入試案内書

11/13 Diagonalization. Theorem: The set R of all real numbers is not enumerable. 12/13. 0.a k1 a k2 a k3... where a ij {0, 1,...

統合シミュレーションコードによる高速点火実験解析大阪大学レーザーエネルギー学研究センター中村龍史

Algorithm Theoretical Basis Document for Cloud Top Height Product

EU 向けに輸出される食品等に関する証明書の発行に係る事務処理要領 ( 国際 ) 通知に基づき 欧州連合 ( 以下 EU という ) へ輸出される食品及び飼料の証明書の発行条件及び手続きを定めるものとする

Thermal Safety Software (TSS) series

NEW Ó Ó Ó Ó *VENT DETAIL X2 KNIGHT RIDER DARK SMOKE (C00) X2 GREY MATTER J.BLUE STEEL (C04) X2 INVERSE J.RED ION (C05) *ボーナスレンズ J.

Product Specification

FDM Simulation of Broadband Seismic Wave Propagation in 3-D Heterogeneous Structure using the Earth Simulator

Analysis of shale gas production performance by SGPE

External Review Report for Earthquake Research Institute The University of Tokyo 外部評価報告書. September 2014 平成 26 年 9 月 東京大学地震研究所

Transcription:

Yutaka Shikano Visualizing a Quantum State

Self Introduction http://qm.ims.ac.jp

東京工業大学 ( 大岡山キャンパス ) 学部 4 年間 修士課程 博士課程と通ったところです 宇宙物理学理論研究室というところにいました

マサチューセッツ工科大学 博士課程の際に 機械工学科に留学していました (1 年半 )

チャップマン大学 ロサンゼルス (Disney Land の近く ) ここで客員助教授をやっています

2012 年 2 月から 任期 5 年あるのであれば まず M1 B4 に戻ってみよう 現在 2 年半経ちました 残り 2 年半 6

現メンバー PD1 人ビジターたくさん技術支援員 2 人

最近やっている仕事一覧 Macro Math Phys Micro

最近やっている仕事? Macro Brownian motion Thermodynamics Photophysics in Semiconductor Math Fractal & Localization Nitrogen Vacancy Center in Diamond Phys Quantum Walks Micro Optomechanical System

物理学 ( 量子力学 ) の基礎を 測定理論を通じて理解したい

観る / 魅せる物理 観ることによって理解は深まる

Quantum State

Magnet can be taken as the spin Magnetic dipole = classical spin.

Problem

Stern Gerlach Experiment From Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/file:quantum_spin_and_the_stern Gerlach_experiment.ogv

Classical spin Measurement Magnetic field is applied.

Stern Gerlach Experiment From Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/file:quantum_spin_and_the_stern Gerlach_experiment.ogv

Quantum spin Magnetic dipole of magnet

Quantum Spin = Quantum State = Qubit (Quantum Bit)

Density Operator = Quantum State Quantum state is written in the vector form. matrix As the vector can be characterized by the complete orthogonal basis, the matrix can also be. Two by two matrix is given by with

Example: with The quantum state can be depicted in the sphere of the three dimensional ball!! = Bloch sphere representation

Quantum Spin Bloch sphere representation

Stern Gerlach Experiment From Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/file:quantum_spin_and_the_stern Gerlach_experiment.ogv

Strong Measurement Setting #1

Strong Measurement Setting #1 Setting #2

Strong Measurement Setting #1 Setting #2 Setting #3

Strong measurement must lead to the change of the quantum state. Strong measurement can only tell us the probability of physical quantity.

Born Rule for Density Operator Probability of quantum measurement is given by Born rule : Projection operator When the quantum state is measured by the direction of Since the quantum state can be transformed to the density operator form,

Problem

Quantum State Tomography

State Tomography for Qubit X direction Y direction Z direction Bloch sphere

Expectation value for density operator In general, the expectation value is

Why? When we know the expectation value of the Pauli operators, we can evaluate the quantum state; mapping to the Bloch sphere.

State Tomography for Qubit X direction Y direction Z direction Bloch sphere

We need the postinformation processing. Is it possible to demonstrate the quantum state without the postinformation processing?

Polarized State Tomography Stereographic projection point w/ Hirokazu Kobayashi, Koji Nonaka (Kochi Tech)

Definition of Weak Values Def: Weak values of observable A pre-selected state post-selected state To measure the weak value Weak Measurement (Y. Aharonov, D. Albert, and L. Vaidman, Phys. Rev. Lett. 60, 1351 (1988))

Weak measurement (Review)

The expectation value shifts on position and momentum should be needed. = Post information processing is needed.

Our Approach

Optical Propagation From the Maxwell equation, Paraxial approximation If u is cylindrically symmetric,

Review of Lagurre Gauss mode l = 0 > Gaussian mode Holoeye LC 2012 How to create it? Spatially phase modulation Reflect the conical mirror (See Optics Express 20, 14064 (2012).)

Rough explanation

Two dimensional Imaging of the weak value (H. Kobayashi, G. Puentes, and YS, Phys. Rev. A 86, 053805 (2012)) Interaction Hamiltonian Up to the first order calculation We can evaluate the weak values from the imaging data. General calculations (up to second order calculation) were done.

Optical vortex Streographic Projection Point Stereographic projection point w/ Hirokazu Kobayashi, Koji Nonaka (Kochi Tech)

How to implement it? Experiment by Hirokazu Kobayashi (Kochi Tech)

Polarized State = Qubit From Wikipedia http://www.radartutorial.eu/06.antenn as/pic/zirkulanim.gif

Polarized state is used.

Qubit Polarized State

Remapping to Poincare Sphere

Summary and Future works We proposed the weak measurement with LG modes. We experimentally demonstrated the visualization of a quantum state from the imaging data under the specific configuration via the above proposed weak measurement. Phys. Rev. A 89, 053816 (2014)