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ナノスケールの細い導線(量子線)を接続した「量子グラフ」と言うものを考えます。これは実際に「量子計算」のためのデバイスとしても考えられてきました。 |
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大学院のセミナーの素材にとも思い、趣味で始めたのが簡単に面白そうな結果がでるので、3つほど論文まで書いてすっかり凝っています。ゲーム理論で「リプリケーターダイナミクス(まねっこ力学)」を仮定するとロトカ・ヴォルテラ方程式と言うのが出てきます。生態系(シマウマとライオンとか)の時間発展はこの方程式に従うと考えられるのですが、一番簡単な連立非線形常微分方程式でもあります。ここにさらに各種族の「ゲーム理論的な進化」を考えます。ロトカ・ヴォルテラ系のパラメーターが戦略をあらわし、種の人口がゲームの利得と考えるわけです。この進化の時間スケールはゆっくりしたものと考えると、ロトカ・ヴォルテラ方程式の時間発展のスケール(エコロジカルな時間すけーる)とこの進化的時間スケールを分離して、比較的初等的な扱いで、生態系の形態の一般的な特徴、安定性といったものを考えることができるのです。最小限の数学と物理のバックグラウンドあれば判る日本語のウェブ上の解説を公開しました。また院生向けスライドもあります。 |
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量子論を専門にしていて、ゲーム理論に興味があるとなると、やはり「量子ゲーム理論」というのが気になってきます。最初は「変な話」と思って手を出さずにいたのですが、あるきっかけから調べ始めたら、量子論の数学である「ヒルベルト空間」というのが存外自然にゲーム理論に適用できると気づき、さらには量子情報的操作に於ける中心概念の一つ、「量子的エンタングルメント」の直感的意味を考える上でも、ゲーム理論が役に立つという認識に至りました。これも解説書の準備段階として書き始めたものが、ある程度まとまったので解説のページに公開しました。 |
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物理学で言うホロノミとは、ある系の環境変数(パラメタ)をある値から連続的に変化させてまた元に戻したときに、系の状態が最初のものと必ずしも等しくないという現象の事をいいます。蒸気機関でピストンを前後させて元に戻した時、車輪が一回転している、なんて言うのがホロノミの典型です。ホロノミが系のコントロールにきわめて有用なことは、子の例で判りますよね。さて「量子ホロノミ」とは、量子系にパラメタの断熱的変化がある時、ある固有状態が、パラメタが周回してもとの値に戻った後も元に戻らない現象の事です。この代表例に有名な「ベリー位相」があり、よく知られる通り、そこではパラメタの周回の後に余分な位相が現れます。そしてこの余分な位相は、パラメタ空間上の「ミード=ベリー接続ゲージ場」の経路積分で与えられます。量子状態の不思議さの一つは、波動関数に古典的に理解するのがきわめて困難な「位相」というものがある事です。この位相をコントロールできる量子ホロノミはきわめて重要です。またこれはゲージ場というものが「どこからとも無く」発生するという点でも重要です。ベリー位相は縮退系に於いて、パラメタの断熱的周回の後、縮退レベル中のある状態が別な状態に移行する「ウィルチェク=ジー」ホロノミへと拡張されました。私は最近、量子ホロノミ現象に、これまで余り知られていなかった「螺旋状ホロノミ」という第3の種類があり、そこでは断熱的パラメタ周回とともに、ある固有状態がエネルギーの異なる全く別のものに変化する場合がある事を見つけました。現在この螺旋状ホロノミを含めた「量子ホロノミの統一理論」をミード=ベリーの接続場に基づいて作っている途上です。それを使ってミード=ベリーの接続場のどのような特徴が量子ホロノミの起源となっているかについての深い理解にいたろう試みています。 |
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