光コンピュータ と 量子コンピュータ
とではどちらが数学計算を早く行えるのでしょうか?
夫々の得意・不得意の作業ってあるのでしょうか?

あと、夫々の実用化はいつごろになりそうなのでしょうか?

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計算 数学」に関するQ&A: 数学 計算

A 回答 (2件)

あらかじめ注意点として、私は研究をしている人間ではないのでこの回答には間違いも含まれるかもしれません。



光(光子となるレーザーなど)を使い量子ビットを作れば量子コンピュータになりますから、量子コンピュータは光量子コンピュータとも呼ばれることがあります。このような点から考えると量子コンピュータは光を利用したより高度なコンピュータであると言え最終的に目材している技術ともいえます。

光コンピュータは、光回路を半導体の電子回路に代わり利用する手法です。計算手法には古典計算技術を使います。
これは、半導体技術の限界が近いことから研究されている技術です。既に実用化向けの最終段階に近いと思われます。2012年~2020年までの間にインテル社を初め、AMD、SUN MicroSystems、AMD、FUJITSU、NEC、IBMなどなどのメーカーが回路の一部または全体に採用し始めると思われますが今後の動向によって採用が早まったり後れる可能性もあります。

これが取りざたされるようになったのは、先に述べたように電子回路であるシリコン半導体による微細化技術が限界に近いためです。2007年現在では、既にゲート長で25nm(ナノメートル/1nmは10億分の1ミリ)、45nm製造プロセスに達しており、研究レベルでは既に原子一つずつを制御する時代にまでになりつつあります。
今後、ゲート長10nmを下回る技術研究に突入しますが、コストの割に性能の向上はないとされ、10nm以下の研究は厳しく、2015年~2020年までに代替技術が成熟しなければコンピュータの発展は終わります。その代わりとなるのが電子ではなく光子を用いる光回路です。光でスイッチング回路が出来ればより高速に古典演算が行えるようになるとされています。普通の電子回路を置き換えるものとして研究されています。


質問の量子コンピュータは、量子力学による超並列演算を用いたコンピュータです。これは、計算の手法がそもそも違います。
今の計算は、ある解を求めるために計算を連続して行うという手法がとられていますが、量子コンピュータでは、量子力学によって原子や分子の動きをコンピュータの計算手法に応用します。この量子力学では我々の現実では起きえないことが同時に進行するとされる重ね合わせの原理があるため、古典計算では不可能なほどの並列演算も可能になるとされます。
以下を参考にすれば分かるでしょう。
http://www.s-graphics.co.jp/nanoelectronics/kait …

量子コンピュータは、単純に速度を速めるものではなく計算のアルゴリズムもそれに合わせて作られます。さらに並列処理を高め超並列と呼ばれる演算を同時に行えるものとなるが目標となっています。そのためには、量子ビットを大量に作る必要があります。この量子ビットが十分に作れなければ、量子コンピュータの目指す最速のコンピュータは作れません。その結果、現在ある量子コンピュータの研究では今のコンピュータに比べられないほど処理性能は低く遅いです。

現時点では、2015年から25年を目処に研究はされていますが、実用化の予定は立っていません。尚、現在研究されている量子コンピュータはデスクトップパソコンを代替できる代物ではありません。上記のURLを読めば分かりますが、大型医療機器のような装置となります。
さらに、このコンピュータは一般的な個人向けの演算よりもより高度な演算を目的として研究されています。具体的には軍事的な利用(暗号化の解読など)や先端医学(ゲノム研究など)などが当初の研究目標です。

この量子コンピュータが実用的なレベルになり普及すれば、ソフトウェア開発も大きく方向転換されるでしょう。

私の考えを言えば、VSで対立するものではなく今の原理の延長線(高速化版)かその先の原理(新しい原理で今の原理の限界越える可能性のあるもの)かという違いと言えます。
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この回答へのお礼

ご回答有難うございます。

量子コンピュータと光コンピュータは別個のものだとばかり思っておりました。

量子コンピュータは光コンピュータの一種なのですね。

所で、
量子コンピュータ以外の光コンピュータってあるのでしょうか?

お礼日時:2007/07/16 08:34

「量子コンピュータ」というのは「量子力学的な機構で計算をするコンピュータ」のことなので, 必ずしも光 (というか光子) を使ってい

るとは限りません. たくさんのスピンを持つ分子を使って計算する例もあります. IBM などで「因数分解できた~」とかいったのはこっちの機構じゃなかったかな.
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Q量子コンピュータとDNAコンピュータはどちらが速い? 量子vsDNA

宜しくお願い致します。

(素)因数分解、RSA暗号解読、巡回セールス問題など
数学的・科学技術的計算において

率直に量子コンピュータとDNAコンピュータはどちらが速いのでしょうか?
(量子は並列、DNAは超並列ですよね。やはり、DNA?)

後、どちらがより早く実用化されるでしょうか?

将来、どちらが主役になるでしょうか?

色々とご意見いただけましたら幸いでございます。

Aベストアンサー

実用化の面では量子コンピュータではないでしょうか?

まだ2、3Bit(?)程度の本当に素子レベルですが
安定して動作できるものが作成可能な技術が
成熟した(あぁややこしい)らしいニュースを読みました。
連続運用時間や安定稼動といった(つまりよーわからん)問題が
実用面において十分にクリアできていないだとかとか。

巡回セールスといった「経験値」を要する演算面では
おそらくDNAの方が優勢だと思います。

現在では「画像を扱うならMac」と言われていたような感覚で、

 ・多量要素の高速演算なら量子。
 ・経験値が必要な不確定要素演算ならDNA。

という感じでうたわれたりするのでしょう。

CPUがDNAで、メモリが量子のような使い分けもされるかもしれませんね。
そんなマシンを稼動させてみたら、
稼動開始当初はDNA-ペンティアム(仮)クラスだったのが、
1年後にはDNA-ペンティアムIII(仮)クラスに成長していた。
なんていう現象が起きるのでしょうか。

「ウチ、やっとDNA-ペン4(仮)になれたぜー」
なんて会話がでてきたりとか・・・。

どちらにしても、それを動かすプログラムがしっかりしていないと
豚の耳に小判・・・みたくオカシナ状態になるのでしょう。

実用化の面では量子コンピュータではないでしょうか?

まだ2、3Bit(?)程度の本当に素子レベルですが
安定して動作できるものが作成可能な技術が
成熟した(あぁややこしい)らしいニュースを読みました。
連続運用時間や安定稼動といった(つまりよーわからん)問題が
実用面において十分にクリアできていないだとかとか。

巡回セールスといった「経験値」を要する演算面では
おそらくDNAの方が優勢だと思います。

現在では「画像を扱うならMac」と言われていたような感覚で、

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Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Qリベラルとは?

・左派、革新、社会主義
・右派、保守
という分類ができると思うのですが、
リベラルや自由主義は、どう考えたらいいのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 政治思想は、下記のXY軸に表す事が出来ます。(リベラルを日本語に訳したのが「革新」あるいは左派です。)

 Y軸 Libertarian(自由・市場主義 = 小さな政府) - Statist(統制主義 = 大きな政府)
 X軸 Liberal(革新) - Conservative(保守)
 真中 Centrist(中間主義)

 各派の解説は下のURLの解説部分を参照してください。
   http://meinesache.seesaa.net/category/719933-1.html

 自由主義と言うとリバタリアンの範疇になりますが、アメリカの政治に例えると、レーガン大統領より前の共和党政策が旧保守主義(右派リバタリアン)で、それ以後を新保守主義(ネオコン)といい保守と名乗っていますが、実態は左派リバタリアン(左派が保守に転換し、現状を保守する為に革新的手法(戦争など過激な改革を許容する)を執ると言う主義)です。

 自由主義の反対となる統制主義も左派だと共産主義や社会主義、比べると右派に成るイギリスの「ゆりかごから墓場まで(高福祉政策)」などが有ります。

 簡単に言うと、積極的に変えようとするのが左派で、変わらないように規制するのが右派です。そして変える方向(変えない方向)が自由か統制かで分類できます。

 日本には明確に保守を謳う政党が無いので、イメージがわき難いのかも知れませんが…。
 (自民・民主党は中道で、共産党は左派統制主義ですから…。)

 政治思想は、下記のXY軸に表す事が出来ます。(リベラルを日本語に訳したのが「革新」あるいは左派です。)

 Y軸 Libertarian(自由・市場主義 = 小さな政府) - Statist(統制主義 = 大きな政府)
 X軸 Liberal(革新) - Conservative(保守)
 真中 Centrist(中間主義)

 各派の解説は下のURLの解説部分を参照してください。
   http://meinesache.seesaa.net/category/719933-1.html

 自由主義と言うとリバタリアンの範疇になりますが、アメリカの政治に例えると、レーガン大統領より前の共...続きを読む

Qx86とARMの性能の違い

x86とARMの性能の違いについて教えていただきたいです。
それぞれの設計に基いたご説明をいただけるとなおありがたいです。
また、性能の違いの結果として、
それぞれどのような場面でよく使われるのかも知りたいです。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

まず違いを知るなら以下を読むべきかと、有志が書いているとはいえ、日本サイトのただの年表とは段違いに情報があるはずです。
http://en.wikipedia.org/wiki/ARM_architecture
http://en.wikipedia.org/wiki/X86

といって、読める人なら、質問しないのでしょうけど。
概略的に説明すると、ARMは reduced instruction set computing(RISC)プロセッサです。 それに対して、x86はベーシックに言えば、complex instruction set computer(CISC)プロセッサとなります。まあ、世間では既に差はあまりないのですけど、思想としてはCISCとRISCでは演算の基点が違います。

x86と呼ばれるプロセッサは、i8086を始まりとして(86を冠した世代が4世代目まで続いたことから)現在のCore i7プロセッサに至るまでの製品を指します。ただし、64bitモードであるx64(AMD64/Intel64)は、このx86を開発したIntelではなく、AMDが先に実装しています。このx86/64系のプロセッサは、高度で複雑な演算を行うために開発されたプロセッサであり、現在においてHPC用のプロセッサを除けば、世界最速を誇るプロセッサとなります。尚、x86/64系は処理速度を高めるために、スカラユニットの採用と分岐予測、パイプラインによる高速動作などを実現しているため、消費電力が大きなパーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバー分野においてこれまでは使われてきました。価格的にも高性能故にそこそこの値段であり、インテルとAMD以外のメーカーでは、VIAなど一部が進出するのみで、Intelの市場での強さもあり、他のメーカーが力をもつことはありませんでした。


ARMは、元々組み込み向けとしての素質を持つプロセッサで、コンパクトで指向性の高い命令を、速やかに処理することに長けたプロセッサとして登場しています。要は、何でも処理するというよりは、命令の方向性をある程度定め、その範囲内で処理をこなすことがARMの特徴となっていました。その代わり、消費電力はミリワット単位から数ワットまでと劇的に小さな電力/パッケージングに収まるものが主流でした。しかも、それ故に製造単価や開発単価も安く、そもそもARM.LTDは製品のライセンスビジネスで利益を出しており、インテルのように開発製造販売などを一手に手がける垂直型ではないことから、多くのメーカーが使ってきたのです。


本来この2つの製品が能力的に接近することはないと思われるほど性能差がありました。しかし、携帯電話の普及によって、ARMプロセッサは急速に進化を遂げ、スマートフォン時代に、市場規模ではインテルとAMDが開発してきたx86/64系のプロセッサに匹敵するか、それを超える市場規模になる可能性が出てきたのです。(金額ベースでは、インテルプロセッサにはまだ及びません)

ARMが急速に性能を伸ばすことになったのは、スマートフォンが登場したことが大きな理由です。当初は搭載していなかったSIMDの実装や、高機能レジスタの搭載によって、たった5年ほどで多くのラインナップが登場し、多くのメーカーがARM.Ltdとライセンス契約し新しい技術の搭載を進めたのです。
結果的に、現在ようやくインテル社が持つx86に迫る程度に性能が向上しました。ただ、性能面で上回るほどになるかというと・・・。今の段階ではまだ難しいでしょう。


尚、性能の違いの結果という点は今の段階では、高性能なx86、安価で省電力なARMです。
ただ、今後もそうである保障はありません。

単価やブランドイメージの違い、販売における製造ラインの確保の問題などもありますからね。
ただ、ARMの場合は、ライセンスさえ取得すれば、製造はある程度できますから、需要があれば数は伸びる傾向があります。ただ、単価が安いため、数が大量に出ているから、売上げが凄いわけではないのです。そのかわり、一定以上の販売が伸びれば、ソフト開発も活況を呈するため、ハードの性能も総じて向上します。
そうすると、性能が上がることで単価があがるというラインに今さしかかっています。

それに対して、x86/64は元々ブランドとして一定の地位を持っている高性能汎用プロセッサです。アプリケーション資産は既にPC市場において過半数を占めており、現在はゲーム機市場でもWiiUを除けば、PS4とX-BOX Oneに採用されています。1つのプロセッサあたりの単価もそこそこ高くなります。
高性能故にダイサイズもARMとは比べものにならないほど大きなものが主流です。最近になって、そこから性能を抑えて、ARMに対抗できる製品や、ARMより少し大きくとも消費電力が低く、性能は高い製品を出すようになりました。

尚、x86とARMでは、処理方法に違いがあり、実行できるマイクロコードの記述方法にも差異があります。そのため、x86の性能が高いからといって、ARMから簡単に移植したり、その逆にARMが普及しているからといってx86の資産を簡単に移せるわけではありません。まあ、アプリケーションはOSさえ対応し、アプリケーションの開発環境に準じた実行APIを備えてくれれば良いですけど、それを支えるAPIやOSは、ハードに最適化したプログラミングをしないと、そのハードが備えるピーク性能を発揮することはできません。

といったところでしょうか?

最後に、プロセッサには他にもMIPS(MIPS)、SPARC(SPARC/旧Sun Microsystems)、Power(IBM)、SX(NEC)、IA-64(Intel/HP)などなどのアーキテクチャが存在します。性能の違いだけで見るなら、これらの製品の方が、競争する市場が似ているものもありおもしろい製品が多いですけど。MIPSなどは、最近は少し弱いですが、MIPS-III世代では、ソニーのプレイステーション2のCPUであるEmotion EngineがこのMIPSアーキテクチャでした。SPARCはスーパーコンピューター京、Power系は、そのクライアント版(PowerPC)が、Intel Macになる前にMacintoshに使われていました。
SXは、地球シミュレーターです。IA-64は・・・。不運なプロセッサ。

設計で考えるなら、プロセッサ全体を見渡すのも大事です。そして何より、重要なのは開発されるOSやアプリケーションがどういうものかを見るのが妥当です。特にそれを如実に示すのは、SXとその他のプロセッサの違いでしょう。

まず違いを知るなら以下を読むべきかと、有志が書いているとはいえ、日本サイトのただの年表とは段違いに情報があるはずです。
http://en.wikipedia.org/wiki/ARM_architecture
http://en.wikipedia.org/wiki/X86

といって、読める人なら、質問しないのでしょうけど。
概略的に説明すると、ARMは reduced instruction set computing(RISC)プロセッサです。 それに対して、x86はベーシックに言えば、complex instruction set computer(CISC)プロセッサとなります。まあ、世間では既に差はあまりないのですけど、...続きを読む

Q四次元というのはどんな世界ですか?

そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?
三次元の世界とは縦横高さのある空間の世界だと思います。
これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?
我々の世界にも時間があるので、四次元といってもいいのでしょうか?
それとも四次元とは時間とは無関係の世界なのでしょうか?
あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタインでした。
 彼は、リーマンという数学者が作った、
曲がった空間の幾何学(現在リーマン
幾何学と呼ばれています)を使い、4次元の
空間が歪むという状態と、重力や光の運動を
あわせて説明したんです。これが相対性理論。

>これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?

 物理学的にはそうです。

 相対性理論の話に関連付けて説明するとこんな感じです。
例えば、下敷きの板のような平面的なもの(数学的には
これを2次元空間と言ったりします)を曲げると
いう動作を考えてみて下さい。下敷きに絵が書いて
あったとして、曲げながらそれを真上から見て
いると、絵は歪んで見えます。平面的に見て
いても下敷きという2次元空間が歪んでいる
ことが感じ取れます。
 2次元的(縦と横しかない)な存在である下敷きが
歪むには、それ以外の方向(この場合だと高さ方向
ですが)が必要です。

 19世紀に、電気や磁気の研究をしていた学者たちが、
今は小学校でもやる砂鉄の実験(紙の上に砂鉄をばら撒いて
下から磁石をあてると、砂鉄が模様を描くというやつです)
を電磁石でやっていたときに、これは空間の歪みが
原因ではないかと直感したんです。
 電磁石の強さを変えると、砂鉄の模様が変化します。
これを砂鉄が動いたと考えず、砂鉄が存在して
いる空間の歪みが変化したのでは?と考えたんです。

 3次元の空間がもう1つ別な方向に曲がる。
その方向とは時間という方向だということを
証明したのが、相対性理論だったんです。


>あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

 4つ目の方向である時間は、存在していても
その方向に、人間が自由には移動する方法は
現在ありません。時間方向を自由に動ける機械と
いうのは、タイムマシーンのことなんですが。

 日常生活を考えてみたとき、縦、横といった
方向は割りと自由に動けます。1時間ちょっと
歩けば4kmくらい楽に移動できますが、
道路の真中で、ここから高さ方向に
4km移動しろと言われたら、人力だけでは
まず無理でしょう。
 飛行機やロケットといった道具が必要と
なります。
 時間方向というのは、このように存在していても
現在のところ自由に移動できない方向なんです。

 例えば、人間がエレベーターの床のような
平面的な世界に生きているとしましょう。

 この場合、高さ方向を時間と考えて下さい。

 エレベーターは勝手に下降しているんです。
この状態が、人間の運動と関係なく、時間が
経過していく仕組みです。

 人間もほんの少し、ジャンプして高さ
方向の移動に変化をつけることができます。

 同様に時間もほんの少しなら変化をつける
ことができます。

 エレベーターの中で、ジャンプすると
ほんの少し下降を遅らせることができる
ように、時間もほんの少し遅らせることは
できるんです。




 

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタイン...続きを読む

Q金(Au)を人工的に作れない理由を教えてください。

素人なので変な質問をしているかも知れませんがご容赦ください。

すべての物質は基本的に中性子、陽子、電子でできていてその組み合わせが各物質の種類だと、化学の教科書にあったのですが、金に限らないかもしれませんが、なにか反応を起こさせるなどして人工的に物質を作り出したりできるのでしょうか。できない場合その根拠などお教えいただけたらありがたいです。

 素人の勝手な憶測ですが、宇宙はビッグバン当時は水素とかヘリウムとかしかなく、恒星等の内部で高熱や重力により核融合などで重い物質ができてくるというのを聞いたことがあるのですが、人工的に核融合とかを起こさせて金を作れないのでしょうか?

稚拙な質問ですみません。誰か参考意見をいただければ幸いです。

Aベストアンサー

他の方も書かれていますが、「作れない理由」ではなくて、「作らない理由」になります。

作ることは可能のようですが、やはりコスト面だそうです。
太陽は現在、水素をヘリウムに変える核融合の反応で輝いています。現時点での太陽のエネルギーでさえここまでです。
超新星爆発を起こす際は、どんどん核融合を行った物質が、最後に重い「鉄」になったときに、星の中心めがけて落下するときの衝撃波が星の外側を吹き飛ばすそうです。そのときに、核融合よりもさらに大きなエネルギーを発生するので、「鉄」以降の元素はそこで作られると言われています。超新星爆発の残骸のガスの中に、コバルトなどの鉄よりも重い元素が確認されているようです。

ところが「金」のようなもっと重い元素は、超新星爆発程度のエネルギーでは作られないと聞きました。まだエネルギーが足りないとのこと。
では「金」などのさらに重い元素はどうやってできるかと言うと、「ハイパーノバ」と言われる、スーパーノバ(超新星爆発)を起こす星よりもさらに大きな質量を持った星の最期に起こる、とんでもないスケールの爆発で作られるのではないかと考えられているそうです。

地球上でそのような高エネルギーの場をつくるのは極めて困難だと思います。極限られた空間で、一瞬しかそのような場は作れないと思います。従って、設備にかかる費用も莫大なものになると思いますが、想像すらできません。

我々が普段目にする「金」にもし口があれば、「お前はどこの星の生まれだ?」と聞いてみたいものです。それらの金が金になるのにどれだけの高温と圧力を受けたのか、そしてどこにあった星から来たのか・・・。
なんだか夢のある想像ができると思いませんか。

他の方も書かれていますが、「作れない理由」ではなくて、「作らない理由」になります。

作ることは可能のようですが、やはりコスト面だそうです。
太陽は現在、水素をヘリウムに変える核融合の反応で輝いています。現時点での太陽のエネルギーでさえここまでです。
超新星爆発を起こす際は、どんどん核融合を行った物質が、最後に重い「鉄」になったときに、星の中心めがけて落下するときの衝撃波が星の外側を吹き飛ばすそうです。そのときに、核融合よりもさらに大きなエネルギーを発生するので、「鉄」以...続きを読む

QTM偏光とTE偏光

TM偏光とTE偏光/s偏光とp偏光・・・混乱しています。

s偏光とp偏光はなんとなくわかりました。
s偏光:入射面に垂直な偏光方向
p偏光:入射面に平行な偏光方向

以前にあった質問(http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=152029)で
>偏光の方向を示す言葉として、TE(Transverse Electric field)、
>TM(Transverse Macnetic field)という言葉も使われます。
>TEは電場が横方向なので「水平偏光」、TMは磁場が横方向なので「垂直偏光」となります。
という回答があったのですが、これも入射面に対して横方向(つまり平行?)なのでしょうか?
とすると、s偏光=TM偏光(p偏光=TE偏光)といえるのですか?
そもそもTM偏光とTE偏光/s偏光とp偏光に相関はあるのですか??

なぜ混乱し始めたかというと、別の観点からの説明で、TM偏光とTE偏光について
線状の格子(もしくは溝)への入射では、
格子に垂直な偏光:TM偏光
格子に平行な偏光:TE偏光
と書いてあるものがありました。
二つの説明が正しいとすると、格子が入射面に垂直方向にある場合のp偏光は、TM偏光なのかTE偏光なのか・・・???

とくにTM偏光とTE偏光というのはどういう偏光を指すのかが知りたいです。
まとまらずすみませんが、詳しい方教えてください。

TM偏光とTE偏光/s偏光とp偏光・・・混乱しています。

s偏光とp偏光はなんとなくわかりました。
s偏光:入射面に垂直な偏光方向
p偏光:入射面に平行な偏光方向

以前にあった質問(http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=152029)で
>偏光の方向を示す言葉として、TE(Transverse Electric field)、
>TM(Transverse Macnetic field)という言葉も使われます。
>TEは電場が横方向なので「水平偏光」、TMは磁場が横方向なので「垂直偏光」となります。
という回答があったのですが、これ...続きを読む

Aベストアンサー

ご当人が説明いたします。

通常光の偏光方向は電場の方向を指します。
s偏光というと電場が入射面に垂直というわけです。

さて、TE,TMと言う場合は「何に対して横なのか」が問題となります。
格子を取り上げた場合は、格子の方向に横に並ぶ方向が電波方向=TE偏光となります。
これがわかれば直交する方向はTMになりますね。
(transverseに対する言葉はlongitudinalになります)

つまり何かの基準となる方向に対してTEとかTMとか言うわけです。

一方s,p偏光は「入射面」に対して言うことが決まっています。

では両者の関係はというとTE,TMを入射面に対して使うことはありません。(理由はよくわかりませんが必要性がないのでしょう)

で、s,p偏光とTE,TMでは決定的な違いがあります。
s,p偏光はある境界面があり、「斜め方向に入射」するときしかs,p偏光という区分はありません。
なぜならば、境界面に垂直であればそもそも入射面が定義できないからです。

一方TE,TMは、たとえば格子を基準に取れば入射角によって区別できないと言うことはありません。
(強いて言うと、格子の方向と光の進行方向が一致するとそういう状態になりますが、普通そういう状態はありませんよね)

だから、たとえば格子面に光が入射するとき、垂直入射であればTE,TM偏光などと言うことは出来ますが、このときにはs,p偏光という区別はありません。

以上で両者必要に応じて使い分けている訳です。

ご当人が説明いたします。

通常光の偏光方向は電場の方向を指します。
s偏光というと電場が入射面に垂直というわけです。

さて、TE,TMと言う場合は「何に対して横なのか」が問題となります。
格子を取り上げた場合は、格子の方向に横に並ぶ方向が電波方向=TE偏光となります。
これがわかれば直交する方向はTMになりますね。
(transverseに対する言葉はlongitudinalになります)

つまり何かの基準となる方向に対してTEとかTMとか言うわけです。

一方s,p偏光は「入射面」に対し...続きを読む

Q量子コンピュータを研究している/学べる大学を探しています

現在高校三年生です。量子コンピュータに興味を持ち、将来そちら方面の研究をしたいと思っています。自分の調べた結果では京都大学の工学部の情報学科へいくのが良いかと思ってますが、周りの意見では自分の実力を考えて無難な学校を選ぶように進められています。ですが、自分はできるだけ、自分を厳しい状況下に置き、かつ(言い方が変かもしれませんが)優秀な勉強をしたいと思っています。
だから、量子コンピュータを学べる情報科学・工学系、理学系の大学を教えてください。また、できればこのように考えている自分に対しても何か意見を下されば幸いです。

Aベストアンサー

http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_170907_j.html
こんなのもありますが・・・

私もよく分かっていませんが、質問者さんは量子コンピュータというものについてどれくらいの知識をお持ちですか?
こういっては何ですが、何となくはやっている言葉だから興味を持った、という感じなのではありませんか?それ自体は悪いことではないですが、何となく語感につられて選んで失敗、というのは学科選択で良くある話ですので、もう少しいろいろと調べられても良いのでは。

上述したリンク先の研究だと、研究内容は完全にレーザー光物理の話で、一般の方(私も含め)が読んでも、とてもコンピューター関係の研究とは思えませんね。
化学分野にも、量子コンピューター関連の研究をやっているところがありますが、ある種の分子やイオンのNMRを研究していて、やはり私のような門外漢からは「これのどこがコンピュータ?」という感じでした。

ということで、情報系の学科にもやっているところはありますが、物理・化学の基礎領域にも量子コンピュータを掲げた研究は数多く存在するようです。数学科にもあったりしますね。物理・化学系だと、原子や分子によって実際に量子コンピュータ現象を観測する、という実証系になるようですね。

http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_170907_j.html
こんなのもありますが・・・

私もよく分かっていませんが、質問者さんは量子コンピュータというものについてどれくらいの知識をお持ちですか?
こういっては何ですが、何となくはやっている言葉だから興味を持った、という感じなのではありませんか?それ自体は悪いことではないですが、何となく語感につられて選んで失敗、というのは学科選択で良くある話ですので、もう少しいろいろと調べられても良いのでは。

上述したリンク先の研究だと、研...続きを読む

Q物理学を学んだ学生の就職について

物理学を学んで修士課程を終えたとして就職でどうのような選択肢がありますか?

Aベストアンサー

buturidaisukiさん、こんにちは。

就職のことはやはり気になりますよね。同じようなことを普段よく尋ねられるので、多くの卒業生を見てきた経験から現実にどうかということを書かせていただきます。

まず、結論から書きますと、ANo.1~ANo.3の皆さんも書かれているように、本人さえしっかりしていれば、大抵の会社は選択肢に入ると思います。

ANo.4さんは、分野は影響は受けると書かれていますが、ある程度、そういうこともあるでしょうが、それほどではないと私は思います。というのは、元々、理学部を卒業する場合には、勉強した「知識」をそのまま使って企業で活躍するというセンスよりも、むしろ、そこで習得した「能力」を生かすというセンスだからです。逆にもし工学部を卒業しても、そこで学習した知識がそのままどんぴしゃで企業でも使えるケースは珍しいようです。

また、物理の中での理論と実験の違いですが、私の知る限り、理論だと実験よりも会社には不利ということはないと思います。それには二つ理由があります。一つは現代の産業の現状は、IT系に重点が移ってきていて、理論系なら殆どの場合コンピューターをかなり使いますので、その面でかえって有利であること。もう一つは測定器や作業機械の使い方などは、実験系だからといって同じ機械を使うとは限りませんし、どちらにしても入社後に勉強するケースのほうが多いと思われるからです。

企業の中で、理学部出身の人が工学部出身の人よりも少ない主な原因は、日本中で工学部の定員が非常に多いことでしょう。私の見る限り、卒業生が就職で苦労するケースは、分野というよりも、むしろ個々人のパーソナリティに依ることが多いように思われます。企業では周りの環境に柔軟に順応してくれる人、しっかり意思疎通の出来る人を好むでしょうし、当然、企業の利益にかなわないことをしたいという人は、どんな学部の卒業生でも取らないでしょう。


次に具体的な現状を書きます。どこの大学とは、もちろんここでは書けませんが、卒業生の就職先はやはりIT係を中心に製造業が多いです。それは元々日本の産業構造自体がIT係に重点が移ってきているためだと思います。一言にIT係といっても、かなり幅が広いですし、IT係以外の製造業も多いです。どんな製造業でも最近はコンピューターはかなり使うと思われます。

製造業の中には当然、民間企業の研究所に就職するケースもあります。民間企業の研究所では、ごく一部の例外を除いて、その企業の利益に直結することを研究します。その内容は、物理学に基礎を置いた研究もありますし、物理学とは直接の関係のない研究をすることもあります。物理の卒業生はどちらの方向にも進んでいます。ただし「直接の関係のない」と言っても、物理はあらゆるものの基礎になりますから、殆どのものは何らかの関係はあります。

次に多いのは、公務員や中学高校教諭だと思います。その場合は、もちろん、公務員試験の勉強や、教員免許をとり教員採用試験の勉強をする必要があります。

製造業に比べれば、数は少なくなりますが、商社や金融関係に就職した人もいます。また特殊な例ではパイロットになった人もいます。


せっかく物理学を勉強したのに、就職した後に直接に関係のないものをやるのは勿体ないとか、しんどいとか思われるかもしれません。しかし、ANo.3さんも書かれているように、物理学というのは、あらゆる学問や科学技術の基礎であり、また、知識そのものを使わなくても、物理学を学ぶ過程で習得した「現実に根ざした論理的思考」というのは、どんな分野にも共通に必要なものなのです。ANo.4さんも書かれているように、「仮説・検証・修正」という物理学の方法は、あらゆることに適用が可能です。

また、「知識の陳腐化」ということがあります。技術というものは日進月歩ですから、大学でどんな分野の学問をした場合でも、どのみち入社後にも勉強をし続けていかないといけません。しかし理学系と工学系の違いは、理学部で勉強したことは、時間が立って成り立たなくなるようなことではないというところです。物理で言えば、力学や電磁気学などの知識が陳腐化することは未来永劫ありません。それらは自然界の法則だからです。ところがある特定の「技術」というものは、多くの場合数年で陳腐化してしまいます。

さらに、逆に基礎的な知識が必要になったときに、技術だけを学んでいた人が基礎に立ち戻って勉強しなおすのは、大変なエネルギーが必要になります。一度でも基礎を十分に勉強したことがある人は、忘れてしまっていても、少し勉強すれば思い出すことができます。基礎をしっかり勉強した上に応用を勉強するほうが、応用だけを勉強しているより安心です。

これは教育関係に進む場合も同様だと思います。やはり理学部でしっかりその分野の内容を勉強しつつ教員免許も取るほうが、教育学部で教員免許をとるよりも好ましいと、個人的には思っています。(両方やるのは確かに大変ですが。)


最後に、修士課程に進むメリットについて付け加えます。学部で、およそ力学、電磁気学、量子力学、熱統計力学を学習するわけですが、それは学問の基礎の部分です。卒業研究~修士課程で、研究(らしきもの)に手を染めることにより、その基礎部分の知識の本当の意味が、より正しく深く理解できます。また、現実の問題を考えることにより、「問題解決能力」も身につけることができます。研究の世界では必要に応じて問題を自分で整理して設定する能力が求められます。誰かがきれいに作った問題を解くだけの話ではなくなってくるのです。そのような能力はどんな分野に就職しても必要とされるものです。大学院ではその部分も学ぶことが出来るはずです。

buturidaisukiさん、こんにちは。

就職のことはやはり気になりますよね。同じようなことを普段よく尋ねられるので、多くの卒業生を見てきた経験から現実にどうかということを書かせていただきます。

まず、結論から書きますと、ANo.1~ANo.3の皆さんも書かれているように、本人さえしっかりしていれば、大抵の会社は選択肢に入ると思います。

ANo.4さんは、分野は影響は受けると書かれていますが、ある程度、そういうこともあるでしょうが、それほどではないと私は思います。というのは、元々、理学部を...続きを読む

Qどの位まで小型の核爆弾が作れますか?

例えばの話、地下鉄の深さ位で、皇居や東宮御所
位の敷地を陥没させるとしたら、大体どの位の大き
さの核爆弾で出来ますか?

ボールペン位でしょうか?

また、そのような核は作れますか?作るとしたら
やはり米国やロシアのように技術が進んだ国で
ないと作れませんか?

Aベストアンサー

 あなたはテロリストやオウムではないでしょうね。超小型核爆弾の製造は標準的な大きさの核爆弾を作るよりも開発費用がかかって無意味ですよ。核爆弾を開発するよりも航空母艦を建造する方が安上がりだとも言われます。

 米国、ロシア、中国、英国、フランスなどの核保有国では臨界前核実験を公開して、もしくは極秘におこなっているでしょうから、核爆発物の超小型化にも成功していると考えて良いでしょう。

 臨界前核実験:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%A8%E7%95%8C%E5%89%8D%E6%A0%B8%E5%AE%9F%E9%A8%93
 戦術核兵器:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%88%A6%E8%A1%93%E6%A0%B8%E5%85%B5%E5%99%A8
 核弾頭:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E5%BC%BE%E9%A0%AD
 核砲弾:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E7%A0%B2%E5%BC%BE

 小型核弾頭はゴルフボールぐらいの大きさの重量1kg程度のものまであるようですが、破壊力は1キロトン~15キロトンぐらいのようです。

 核爆弾は機密保持、開発費用、核実験場などの理由から、国家で無ければ作れないというのが国際常識のようです。テログループが核兵器開発をおこなうのは無理で、核兵器を第三国から提供されるか、盗難しない限り、使用するのは難しいでしょうし、起爆装置の暗号解読など技術的に厄介な問題もあるようです。

 あなたはテロリストやオウムではないでしょうね。超小型核爆弾の製造は標準的な大きさの核爆弾を作るよりも開発費用がかかって無意味ですよ。核爆弾を開発するよりも航空母艦を建造する方が安上がりだとも言われます。

 米国、ロシア、中国、英国、フランスなどの核保有国では臨界前核実験を公開して、もしくは極秘におこなっているでしょうから、核爆発物の超小型化にも成功していると考えて良いでしょう。

 臨界前核実験:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%A8%E7%95%8C%E5%89%8D%E6%A0%B8%E5%AE%9F%E9...続きを読む


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