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ついに量子テレポーテーションに成功! 過去干渉で歴史は改竄される?!

お盆もまっただ中の2013年8月15日に読売新聞の記事に東大が「量子テレポーテーション成功」という記事が掲載されました。

▼完全な「量子テレポーテーション」に初めて成功
www.yomiuri.co.jp/science/news/20130815-OYT1T00283.htm

東京大の古澤明教授らの研究チームが、光の粒子に乗せた情報をほかの場所に転送する完全な「量子テレポーテーション」に世界で初めて成功したと発表した。

論文が15日付の英科学誌ネイチャーに掲載される。計算能力が高いスーパーコンピューターをはるかにしのぐ、未来の「量子コンピューター」の基本技術になると期待される。

量子テレポーテーションは、量子もつれと呼ばれる物理現象を利用して、二つの光子(光の粒子)の間で、量子の状態に関する情報を瞬時に転送する技術。1993年に理論的に提唱され、97年にオーストリアの研究者が実証した。しかし、この時の方法は転送効率が悪いうえ、受け取った情報をさらに転用することが原理的に不可能という欠点があり、実用化が進まなかった。

光は粒子としての性質のほか、波としての性質を持つ。古澤教授らは、このうち効率がいい「波の性質」の転送技術を改良することで、従来の欠点を克服、これまでの100倍以上という61%の高い成功率を達成した。

◆量子もつれ=光子など二つの粒子が一体としてふるまう物理現象。送り手と受け手に光子を一つずつ配り、送り手が光子を操作すれば、その瞬間に受け手の光子も相互作用を受ける。SFに登場する大きな物体の瞬間移動とは異なる。

(紹介終了)

量子テレポーテーションに成功ということは、量子コンピュータの実用化にまた一歩近付いた=シンギュラリティにも近付いた、ということを意味します。

量子テレポーテーションについては、以前「シンギュラリティと大失業時代 その12 光速を超えた量子テレポーテーション」のコラムの中で少し紹介しました。憶えていますか?
量子もつれの部分を引用します。

▼シンギュラリティと大失業時代 その12 光速を超えた量子テレポーテーション
wp.me/p3Imhe-2F

ところで、量子テレポーテーションですが、これがまた面白いのです。
量子は観察すると瞬時に状態が確定する、という話は前回しましたが、不思議なのは複数の量子にも同じことが起きることです。
これは「量子もつれ」もしくは「量子の絡み合い」と呼ばれています。

例えば、2つの量子を1回の操作で同時に発生させると、この2つの量子は1つの波動関数で表すことができます。
同じ操作で同時に生成させたので、その状態も同じになる=同じ波動関数で表現できる、ということです。

ところが、2つの量子のうち一方だけ観察し状態が確定すると、不思議なことにまだ観察されていないもう1つの量子の状態もつられて確定されてしまうのです。

なぜかというと、どちらの量子も同じ波動関数で表されているため、片方の値が(観測によって)確定すると、もう片方の値も(自動的に)確定してしまうという理由です。

この理論の面白いところは、相対性理論が矛盾してしまうことにあります。
絡み合い状態にある2つの量子が、ずっと誰にも観測されずに違う方向に向かって運動し続けたと仮定すると、時間が経過するにつれ、当然ですが両者の距離はどんどん離れていきます。

しかし、どれだけ距離が離れようと、量子論に従えば、片方の量子を観測したとたん、もう片方の量子の状態も決定されることになります。

もし、両者の距離が1光年(光の速度で1年分移動した距離)離れていたとしたら、相対性理論によれば、光速よりも速いものは存在しない、ということなので、片方の量子の状態が確定してから、その情報がもう片方の量子に伝わるまで1年かかることになります。

しかし、量子論的には、片方の量子の状態が確定すると同時にもう片方の量子の状態も決まってしまうことになり、相対性理論に反した現象となるのです。

(引用終わり)

ややこしいですね。量子テレポーテーションを簡単に説明するとこういうことです。
見えないように片手にコインを持ち、もう一方の片手には何も持たないとします。
この時、ある人にとってはコインは左右どちらかの手の中に入っています。
手のひらを見せない限りは、コインは左右どちらかに握られていることになります。
コインは一枚しかないのに、半々の確率で左右どちらかの手の中にある、というわけです。

さて、右手を開いてみます。すると、コインはありませんでした。
ということは自動的に、コインは左手にあることになります。
この時、コインがあるかないかという情報の伝達のスピードは光速を越えます。
コインがある・ないという二者択一なので、「ある」と分かった時点で片方には「ない」と確定し、「ない」と分かった時点で片方には「ある」と確定します。情報なので瞬時に状態という情報は確定するのです。

では、もっと分かりやすいように右手と左手の距離を60万キロ離してみます。
光は1秒間に約30万キロ進みますから、そのおよそ二倍です。
ここで、右手を開いてみます。コインがなかったとします。ということは、60万キロ離れた左手の中にコインがある、ということが確定します。光速を超える、というのはこういうことです。

光速を超えるということは、光速よりも速いわけですから過去にも遡ることができます。
右手と左手を閉じたままタイムカプセルのように30年待ちます。
30年後に右手を開いてみてコインがなければ、左手にコインがあることになります。
瞬間移動ができるのならば、時間も超越するのです。

ロケットのように物理的に移動するわけではありません。移動するのは情報です。
情報は質量がないので、光のように制限がないのです。
なので、AでなければBという式が瞬時に成り立つわけです。
意味分かるでしょうか?

マイナビニュースの方により詳しい情報が載っています。

▼東大、完全な光量子ビットの量子テレポーテーションに成功
news.mynavi.jp/news/2013/08/15/146/index.html

で、量子テレポーテーションに成功したということは、我々にどう影響するのか?
量子テレポーテーションに成功したということは、量子コンピュータにまた一歩近付いたという意味以外に非常に重大な意味があります。

コメント

  1. 2018/04/13(金) 11:56:24
    究極の大規模光量子コンピュータ実現法を発明 1つの量子テレポーテーション回路を繰り返し利用 https://t.co/xFo2KEZnEy
  2. 2018/04/13(金) 11:56:24
    究極の大規模光量子コンピュータ実現法を発明 ~1つの量子テレポーテーション回路を繰り返し利用~ https://t.co/FEY5iNDNRO
  3. 2018/04/13(金) 11:56:24
    大岡山、すずかけ台間を量子テレポーテーションできるようにするのが物理学系の国是
  4. 2018/04/13(金) 11:56:24
    完全な量子テレポーテーションを行いたいあなた、「ワープ、その前に!」を購入ください。良い薬です。
  5. 2018/04/13(金) 11:56:24
    水中での量子テレポーテーションに初めて成功 https://t.co/nDW2Qp8OTn

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