工学 量子ゲートモデル｜ユニタリ演算に基づく量子計算の代表的アプローチ
量子ゲートモデル
量子ゲートモデルは、量子計算を理論的かつ実務的に扱うための枠組みである。古典的なコンピュータがビット(0と1)と論理ゲート(AND, OR, NOTなど)によって演算を行うのに対し、量子計算では量子ビット(量子状態を...
物理学
工学 工学 電子対｜化学や物理でも多方面に活かされる
電子対
電子対とは、2つの電子が同一の量子状態に属し、スピンが反対方向であることによって成立する概念である。化学結合から超伝導の現象にまでかかわるため、物質の振る舞いを考察するうえで極めて重要である。たとえば化学分野では分子軌道の形成に...
工学 電界強度｜空間中の電場の大きさを示す基本量
電界強度
物理学や電気工学で扱われる電界強度(E)は、空間に存在する電場の大きさを示す重要な指標である。電荷が及ぼす力の度合いを定量的に示すため、電子デバイスの設計や電気回路の安全性評価など多岐にわたる場面で活用されている。具体的には単位...
工学 透過率｜光がどれだけ通るか示す尺度
透過率
透過率とは、物質や材料を透過する光や電磁波の割合を示す指標である。入射光の強度に対して、どの程度の強度が透過して観測側に到達するかを定量的に表すため、光学系の設計や各種材料の評価、さらには生体組織へのレーザー照射効果の検討など...
物理学 マイケル・ファラデー｜革新の実験精神で電磁気学を拓いた
マイケル・ファラデー
マイケル・ファラデーは19世紀イギリスの科学者であり、電磁気学や電気化学の発展に大きく寄与した人物である。貧しい家に生まれながらも、独学によって化学や物理学の知識を身に付け、その卓越した実験技術と探究心で歴史的な...
物理学 ジェームズ・クラーク・マクスウェル｜電磁気理論を確立した偉大な先駆者
ジェームズ・クラーク・マクスウェル
スコットランド出身の理論物理学者であるジェームズ・クラーク・マクスウェルは、電磁気学分野に大きな進展をもたらした人物として知られている。1831年にエディンバラ近郊で生まれ、幼少期から几帳面で独創的な思...
物理学 電荷分布｜空間中における電子・イオン群配置
電荷分布
電荷分布とは、空間あるいは物質内部における電荷（電子やイオンなど）の位置・密度の分布状態を指す。電子がどのように配置されているかは、電場や電位の形成、さらには物質の光学特性や導電特性にも直結するため、物理学や化学、工学の多様...
物理学 水素原子模型｜最も単純な原子構造を量子理論で示す
水素原子模型
水素原子模型は最も単純な原子構造の理解を目指す理論的枠組みであり、原子物理学や量子力学の発展に大きく寄与してきた。古典的にはラザフォードの原子核模型が提唱され、その後ニールス・ボーアによる量子条件を導入したボーアモデルが...
物理学 量子もつれ｜一方を測定すると他方の状態が影響を受ける
量子もつれ
二つ以上の量子系が相互作用を経て密接につながり、一方の状態を測定すると他方の状態が瞬時に影響を受ける現象を量子もつれと呼ぶ。これは量子力学の非局所性を象徴する現象であり、アインシュタインらが提起したEPRパラドックスを機に物理...
物理学 光量子仮説｜光が粒子としても振る舞う理論
光量子仮説
光量子仮説とは、光が連続的な波として振る舞うだけでなく、個々の粒子（フォトン）として振る舞う性質を持つという考え方である。20世紀初頭、古典物理学では光を単に電磁波とみなす波動説が主流だったが、ブラックボディ放射の理論的解...