量子物理工学科［III群］
目に見えないミクロな物理現象の解明と応用で、人類社会の発展に貢献する技術者と研究者の入口
九大工学部に新設された量子物理工学科は、量子が持つ機能を物理学の立場で使いこなし、新しい技術を開拓する挑戦的な学問分野へとつづく道です。
近代物理学の新しい学問体系である量子力学と相対性理論の出現はそれまでの物質や時間・空間に対する認識を一新させました。これにより原子核、原子、分子、電子などのミクロな実体から、その集合体である物質、さらには宇宙という巨大な世界までを体系的に理解できるようになりました。
同時に、この学問体系は半導体や超伝導体などの開発、加速器や電子顕微鏡を用いた先端計測、放射線・粒子線を用いた医療応用、原子力や核融合などのエネルギー開発といった様々な技術の基盤となり、我々の生活を豊かにしてきました。これからも、スマート社会を支える高度な情報処理技術やデバイス、医療や先端研究で用いる高感度センサー、将来のエネルギー源、環境保全の基盤技術など、量子物理は最先端の技術創成に欠くことができません。
量子物理工学科では量子力学や相対性理論とともに力学、電磁気学、熱力学、統計力学などの現代物理学を構成する基礎的学問を系統的に学修します。その上で応用物理学、量子ビーム、加速器工学、原子核/原子力工学などについても学ぶことで量子物理の基礎と工学応用へのセンスを身につけます。これにより、大きく変わりゆく時代に柔軟に対応し、新しい時代の科学と工学を自ら切り拓いていく力強い技術者や研究者を育成します。
先輩インタビュー
2024年
量子物理工学科 4年
田村 優貴 さん
小倉東高校（福岡県）出身
Q1 あなたが九州大学工学部および在籍している学科を選んだ理由を教えてください。
私は元素が好きです。高校の時、原子が数種の素粒子からできていることを知りました。素粒子の振る舞いは量子力学に支配されているため、元素についてより深く理解できるよう、量子力学を本格的に学ぶことができる学科を探していました。その中で、学科再編で九州大学工学部に量子物理工学科が新設されることを知りました。量子物理工学科はⅢ群の学科の一つで、Ⅲ群には他にも機械工学科や航空宇宙工学科などがあるため、大学で学ぶ中で興味が移り変わっても納得できる進路に進むことができると考え、九州大学工学部Ⅲ群を選びました。また、九州大学はニホニウムを発見した森田浩介教授(現名誉教授)が在籍されている大学ですので、そういった点でも九州大学に憧れがありました。
Q2 あなたが在籍している学科について、どのような点に魅力を感じていますか？
Ⅲ群の魅力は、全ての学科に共通する科目(Ⅲ群共通科目)の選定が秀逸である点にあると思います。二年前期までの科目を修得すれば、工学を学ぶ上で必要な素養を身につけることができるようなカリキュラムとなっています。量子物理工学科で学ぶ中で、二年前期までの科目の知識に救われる経験が多々ありました。量子物理工学科の魅力は、多種多様な研究テーマにあると思います。原子力から物性科学まで、量子に関連する幅広い分野の研究室があり、それぞれの専門分野に精通する先生方の講義を受講することができます。また、世界有数の超高圧電子顕微鏡や、FFAシンクロトロンなど、研究設備が充実していることも量子物理工学科の魅力だと思います。
Q3 あなたが所属する研究室で行っている研究内容について高校生にわかるように教えてください。
研究室（教授）名：量子計算科学研究室(多田朋史教授)
研究内容：近年、量子コンピュータが注目を集めています。量子コンピュータの計算効率は従来のコンピュータを遙かに上回ると期待されており、その性能は、量子ビット数と、計算のための量子アルゴリズムに左右されます。研究室の研究テーマの一つは、新しい仕組みの量子コンピュータの理論設計、そして量子アルゴリズムの開発です。
二つ目のテーマは、計算材料科学です。例えば、量子力学の原理から原子の挙動を計算する「第一原理計算」による材料設計、および第一原理計算とモンテカルロ計算を組み合わせることによる電気化学デバイス設計などです。そして、その計算をより大規模に、高速に行える計算手法の開発も行っています。さらに、トンネル電流によってDNAの塩基配列を識別するデバイスの設計も行っています。私の研究テーマは、超伝導体が超伝導化する温度の計算予測です。
Q4 将来の夢を教えてください。
将来は、研究者として新奇材料の開発がしたいです。また、大学で学んだ知識を活かして、元素の魅力を伝える活動もしたいです。
