1925年に予言されたボーズアインシュタイン凝縮は、液体ヘリウムの超流動現象を別にすれば、実験的検証が得られないまま70年の歳月が流れた物理学上最も困難な実験テーマの１つであった。しかし、レーザー冷却された中性原子でボーズアインシュタイン凝縮が1995年に実現されると、量子縮退したボーズ気体に関する研究は大きく進展した。また、最近では半導体中の励起子ポラリトンの動的凝縮も実現されるようになり、非平衡開放系の物質波レーザーとして注目を集めている。この講義では、熱平衡下でのボーズアインシュタイン凝縮、超流動、BCS相転移などの理論と実験を概観した後、物質波レーザーの量子論を展開し、最後に励起子ポラリトンの動的凝縮とその量子シミュレーションへの応用の可能性を探る。
【本文193ページ、図116枚】

微弱な信号を検出しようとする実験においては、常に対象とするシステムの観測量（電流、電圧、振幅、位相、位置、運動量、軌道およびスピン角運動量など）にわずかに存在するゆらぎにより、その測定限昇が決定されます。このわずかなゆらぎは雑音と呼ばれ、熱雑音や量子雑音のような本質的に除去できないものと、1/f 雑音のようにシステムの欠陥によるものに分類されます。この講義ノートでは、まず雑音の数学的基礎、量子統計理論、等価回路表示を述べた後、代表的デバイス（抵抗体、pn 接合素子、MOS 構造、レーザー、パラメトリック発振器など）の雑音特性を明らかにします。最後に、雑音の様々な通信・情報処理システムへのインパクトを記述しました。具体的なシステムとして、光通信、量子暗号、量子中継、量子コンピューターを取り上げました。