計測工学特論 (O33A)

日本大学理工学部

2024年大学院理工学研究科シラバス - 量子理工学専攻

設置情報

科目名	計測工学特論
設置学科	量子理工学専攻	学年	1年
担当者	行方　直人	履修期	後期
単位	2	曜日時限	水曜3
校舎	駿河台	時間割CD	O33A
クラス

概要

学修到達目標	誤差論やデータの統計的分析手法を学び，それらを基礎として研究（特に実験）の計画や実施ができるよう実践的な力を身につけることを目標とする．また，光・電気を主として具体的な物理計測，補償技術を習得する．
授業形態及び授業方法	板書とパワーポイント（補助資料）を併用した授業と一部演習．
準備学習（予習・復習等）の内容・受講のための予備知識	理学系，工学系学部出身者どちらも受講できるよう配慮する．【準備学習】第1回の講義までに，理工系学部初等程度の数理統計に関して復習しておくこと．

授業計画

第1回	ガイダンス：本講義で扱う内容，目標，および成績評価方法を理解する．誤差論①：誤差解析とは何か、誤差評価はどうするべきかを理解する．	【事前学修】各自における経験から，誤差はどんな時に起きて，どんな影響を受けたかをまとめておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：120分事後学修：60分
第2回	誤差論②：誤差の伝播に関して理解する．後半30分程度で演習も実施する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第3回	誤差論③：ランダム誤差と正規分布を理解する．後半30分程度で演習も実施する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第4回	誤差論④：平均，棄却，最小二乗法を理解する．後半30分程度で演習も実施する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第5回	誤差論⑤：共分散と相関に関して理解する．後半30分程度で演習も実施する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分）【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第6回	誤差論⑥：二項分布，ポアソン分布，カイ二乗検定に関して理解する．後半30分程度で演習も実施する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．（120分）【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第7回	最適化手法（最尤推定，アニーリング）に関して理解する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第8回	主成分解析を理解する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第9回	フーリエ解析，パワースペクトルに関して理解する．後半30分程度で演習も実施する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第10回	機械学習，深層学習の原理・基礎を理解する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第11回	計測①：電気計測方法，増幅，それに伴う雑音に関して理解する．また，その計測標準に関しても学ぶ．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第12回	計測②：光計測方法や光増幅，それに伴う雑音に関して理解する．また，その計測標準に関しても学ぶ．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第13回	計測③：真空，冷却・冷凍技術，超伝導技術（超伝導線，SQUID，光子検出器など）を理解する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第14回	安定化手法（フィードバック理論，PID制御）を理解する．後半30分程度で演習も実施する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習し，不明点・未理解な点等があれば，整理しておくこと．	事前学修：60分事後学修：60分
第15回	量子計測とは何かを理解する．前回講義に関する不明点・未理解な点等があれば，個別または全体に補足説明を行う．	【事前学修】事前配布する講義資料に目を通しておくこと．【事後学修】講義内容をよく復習すること．授業中に提示された課題に関してレポートを作成すること．	事前学修：60分事後学修：180分

その他

教科書
参考資料コメント及び資料（技術論文等）	John　R・Taylor　林茂雄、馬場凉訳『計測における誤差解析入門』東京化学同人吉澤康和『新しい誤差論』共立出版霜田光一，桜井捷海『エレクトロニクスの基礎』物理学選書裳華房 Amnon Yariv & Pochi Yeh , Photonics: Optical electronics in modern communications sixth edition, 6 edition
成績評価の方法及び基準	演習やレポートにより理解度を評価する．
質問への対応	随時受け付ける．
研究室又は連絡先	理工学部駿河台校舎7号館722B e-mail: namekata.naoto@nihon-u.ac.jp TEL: 03-3259-0918
オフィスアワー	金曜駿河台 13:00 ～ 17:00
学生へのメッセージ	研究におけるデータの量が膨大となってきています．その扱い方を学び，各自の大学院研究に活かしましょう．

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