結論:ははーん、なるほど、わからん。
東京大学は、同大大学院工学系研究科物理工学専攻の古澤明教授らの研究グループが、
量子力学の2大パラドックスである、シュレーディンガーの猫とアインシュタイン・ポドロスキー
・ローゼン(EPR)のパラドックスをテーブルトップで同時に実現し、それらを組み合わせて
シュレーディンガー猫状態光パルスの量子テレポーテーションに成功したことを発表した。
同成果は米国の科学誌「Science」(4月15日号)に掲載された。
量子力学においてシュレーディンガーの猫とEPRのパラドックスは最も有名なパラドクスに
位置している。シュレーディンガーの猫は、人間が直接見ることのできる巨視的なもの
(=猫が重ね合わせの状態になるのか)、というパラドックス。一方のEPRのパラドックスは、
量子もつれ状態にある2つの量子対は、空間的に離れていても片方の測定の影響が
もう片方に及ぶのか、というもの。量子力学では1つの量子で1つの物理量のみ正確に
決めることができ、2つの量子では2つの物理量を正確に決めることができる。
2つの量子が量子もつれ状態にあるということは、2つの量子にまたがった物理量
(例えば2つの量子の位置の差)が2つ決まっている状況であり、それは量子力学に
反することはないが、片方の測定の影響がもう片方に及ぶことになる。
これらのパラドックスは20世紀初頭の量子力学黎明期においては頭の中で行う
思考実験だったが、21世紀の現在の技術を用いることで、テーブルトップで同時に検証できる
ようになり、その具体的な形として今回研究グループは、シュレーディンガー猫状態
光パルスの量子テレポーテーションを成功させた。
量子テレポーテーションは、量子もつれ状態にある2つの量子を情報の送り手と受け手で
1つずつ持ち、送り手側で送りたい状態にある量子と、量子もつれ状態にある量子の
片方を合わせて測定し(例えば2つの量子の位置の差)、その測定の影響が受け手にある
もう片方に及ぶことを用いて、送りたい状態を受け手側に出現させる量子操作。
量子テレポーテーションは、量子操作としては恒等変換(1を掛ける)に相当し、これを改造する
(プログラムする)ことで、種々の計算を行える量子コンピューターが可能となる。
シュレーディンガーの猫は、生きた猫と死んだ猫の重ね合わせの状態であり、観測すると
生きた猫か死んだ猫のどちらかになるというもの。今回の実験では、これを位相が反転した
光の波動の重ね合わせとして実現した。また、量子テレポーテーションでは、量子もつれ
状態にある2つの光ビームを生成し、片方への測定がもう片方へ及ぶことを用いて、
シュレーディンガーの猫状態にある光パルスを伝送した。これは、重ね合わせの状態を
保って伝送に成功したことを意味しているという。
ポイントは、シュレーディンガーの猫状態はそれを直接測定すると生きた猫か死んだ猫に
なってしまい、重ね合わせの性質が失われてしまうが、量子テレポーテーションでは、
送信者側の測定が間接測定になるため、重ね合わせの性質を失わずに送ることができる。
つまり、量子テレポーテーションは、測定により壊れてしまう重ね合わせ状態を送れる
唯一の方法であり、今回、これを目に見える形で実現に成功したと研究グループでは
説明している。
なお、同成果は、量子力学基礎の検証という意味のみではなく、量子情報通信や量子
コンピュータの実現に向けた成果であり、特に、超大容量光通信への重要な一歩になると
研究グループではコメントしている。
Sience Teleportation of Nonclassical Wave Packets of Light(English)
http://www.sciencemag.org/content/332/6027/330
東京大学は、同大大学院工学系研究科物理工学専攻の古澤明教授らの研究グループが、
量子力学の2大パラドックスである、シュレーディンガーの猫とアインシュタイン・ポドロスキー
・ローゼン(EPR)のパラドックスをテーブルトップで同時に実現し、それらを組み合わせて
シュレーディンガー猫状態光パルスの量子テレポーテーションに成功したことを発表した。
同成果は米国の科学誌「Science」(4月15日号)に掲載された。
量子力学においてシュレーディンガーの猫とEPRのパラドックスは最も有名なパラドクスに
位置している。シュレーディンガーの猫は、人間が直接見ることのできる巨視的なもの
(=猫が重ね合わせの状態になるのか)、というパラドックス。一方のEPRのパラドックスは、
量子もつれ状態にある2つの量子対は、空間的に離れていても片方の測定の影響が
もう片方に及ぶのか、というもの。量子力学では1つの量子で1つの物理量のみ正確に
決めることができ、2つの量子では2つの物理量を正確に決めることができる。
2つの量子が量子もつれ状態にあるということは、2つの量子にまたがった物理量
(例えば2つの量子の位置の差)が2つ決まっている状況であり、それは量子力学に
反することはないが、片方の測定の影響がもう片方に及ぶことになる。
これらのパラドックスは20世紀初頭の量子力学黎明期においては頭の中で行う
思考実験だったが、21世紀の現在の技術を用いることで、テーブルトップで同時に検証できる
ようになり、その具体的な形として今回研究グループは、シュレーディンガー猫状態
光パルスの量子テレポーテーションを成功させた。
量子テレポーテーションは、量子もつれ状態にある2つの量子を情報の送り手と受け手で
1つずつ持ち、送り手側で送りたい状態にある量子と、量子もつれ状態にある量子の
片方を合わせて測定し(例えば2つの量子の位置の差)、その測定の影響が受け手にある
もう片方に及ぶことを用いて、送りたい状態を受け手側に出現させる量子操作。
量子テレポーテーションは、量子操作としては恒等変換(1を掛ける)に相当し、これを改造する
(プログラムする)ことで、種々の計算を行える量子コンピューターが可能となる。
シュレーディンガーの猫は、生きた猫と死んだ猫の重ね合わせの状態であり、観測すると
生きた猫か死んだ猫のどちらかになるというもの。今回の実験では、これを位相が反転した
光の波動の重ね合わせとして実現した。また、量子テレポーテーションでは、量子もつれ
状態にある2つの光ビームを生成し、片方への測定がもう片方へ及ぶことを用いて、
シュレーディンガーの猫状態にある光パルスを伝送した。これは、重ね合わせの状態を
保って伝送に成功したことを意味しているという。
ポイントは、シュレーディンガーの猫状態はそれを直接測定すると生きた猫か死んだ猫に
なってしまい、重ね合わせの性質が失われてしまうが、量子テレポーテーションでは、
送信者側の測定が間接測定になるため、重ね合わせの性質を失わずに送ることができる。
つまり、量子テレポーテーションは、測定により壊れてしまう重ね合わせ状態を送れる
唯一の方法であり、今回、これを目に見える形で実現に成功したと研究グループでは
説明している。
なお、同成果は、量子力学基礎の検証という意味のみではなく、量子情報通信や量子
コンピュータの実現に向けた成果であり、特に、超大容量光通信への重要な一歩になると
研究グループではコメントしている。
Sience Teleportation of Nonclassical Wave Packets of Light(English)
http://www.sciencemag.org/content/332/6027/330