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１７0 天文科学館

量子もつれ

ナゾロジー
量子論〉シミュレーション〉物理学〉素粒子〉量子〉量子もつれ〉量子力学
量子もつれの伝達速度の限界を解明することに成功！
2024.04.01 MONDAY
マックススピードのお話です。
日本の理化学研究所によって行われた研究により、「量子もつれ」を使った粒子間の情報伝達は加速できるものの、限界速度が存在することが示されました。
この速度限界はリーブ・ロビンソン限界と呼ばれる理論によって制限されており、光速に近いものの、光速を超えないことが示されました。
研究者たちはプレスリリースにて「情報伝達にも自然界の法則による上限が存在している」と述べています。
今回はまず「情報伝達速度の限界値」にかんする不思議な理論を紹介し、次ページ以降で今回の研究成果に迫りたいと思います。
研究内容の詳細は2024年3月21日に『Nature Communications』にて公開されています。
※光速が全てを支配する？

ナゾロジー
量子論〉物理学〉量子〉量子もつれ
日本人が考案した「量子エネルギーテレポーテーション」をわかりやすく解説
2024.03.14 THURSDAY
※情報だけでなくエネルギーもテレポートするようです。
東北大学の堀田昌寛氏によって2008年に提唱された量子エネルギーテレポーテーション理論の実証実験が、ここ最近、立て続けに成功しました。
発表当初はその奇抜さゆえ注目されませんでしたが、15年の時を経て、量子エネルギーテレポーテーションは物理学界で最も注目される理論となりました。
量子エネルギーテレポーテーションでは「ゼロ点エネルギーの収集」「真空のゆらぎ」「負のエネルギーの発生」「量子もつれ」「事象の地平面」といったSFの世界のような言葉や概念が飛び交い、私たちの宇宙や空間に対する認識を激変させるものになっています。
量子エネルギーテレポーテーションの応用が進めば、SFでしか耳にしなかったゼロポイントエンジンが実現するでしょう。
今回は「そもそも量子エネルギーテレポーテーションとは何か？」という疑問をわかりやすく解説すると共に、次ページ以降で実証実験の紹介も行っていきたいと思います。
Experimental Activation of Strong Local Passive States with Quantum Information
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.110801
Long-range quantum energy teleportation and distribution on a hyperbolic quantum network
https://doi.org/10.1049/qtc2.12090
※空間的テレポート、時間的テレポート、宇宙の熱的死、宇宙の熱的均衡？

ナゾロジー　
量子論〉光〉量子〉量子もつれ〉量子力学
画像情報を物理的に送信せず「テレポート」させることに成功！
2023.12.28 THURSDAY
※SFの世界にまた1歩近づきました。
南アフリカのウィットウォーターズランド大学（Wits）で行われた研究によって、量子もつれを利用して、物理的には何も送信せずに、ネットワーク上で情報量の多い複雑な画像を転送する方法が初めて示されました。
この革新的な研究は、情報がテレポートされたかのように瞬時に移動する技術の実証であり、将来の量子通信において重要な一歩となります。
しかし、送信者と受信者の間で画像情報が絶対に伝達されないのならば、いったいどうやって情報が届いているのでしょうか？
研究内容の詳細は2023年12月13日に『Nature Communications』にて「非線形検出器による高次元空間情報の量子輸送（Quantum transport of high-dimensional spatial information with a nonlinear detector）」とのタイトルで公開されました。
‘Teleporting’ images across a network securely using only light
https://www.wits.ac.za/news/latest-news/research-news/2023/2023-12/teleporting-images-across-a-network-securely-using-only-light.html
Quantum transport of high-dimensional spatial information with a nonlinear detector
https://www.nature.com/articles/s41467-023-43949-x

ナゾロジー
量子論〉シミュレーション〉量子もつれ〉量子力学
量子もつれを使い「未来の観測で過去を変える」タイムトラベルのシミュレーションに成功！
2023.10.17 TUESDAY
量子もつれは時間を超えるのでしょうか？
英国のケンブリッジ大学（University of Cambridge）で行われた研究によって、量子の世界では未来で行われる観測の力で、過去の観測結果をタイムトラベルしたかのように捻じ曲げられることが示されました。
SFでは、過去を変えるためにタイムマシンに乗って過去の世界に行くことがあります。
これまでの研究では、そのような時間遡行が行われた場合に使用される原理や、祖父殺しのパラドックスを避ける方法などが考察されてきました。
一方、今回の研究では「量子もつれのシステムがタイムトラベルだった場合」を想定したシミュレーションが行われており、粒子が時間を遡行できた場合に何が起こるかが調べられました。
結果、量子もつれの操作によって、時間遡行のような結果を導けることが示されました。
研究者たちはプレスリリースにて「ギャンブラーや投資家たちも、場合によっては過去の行動を遡って変更し、現在の結果を改ざんできる」と述べています。
しかし、なぜ量子もつれはタイムトラベルのような現象を引き起こせるのでしょうか？
研究内容の詳細は2023年10月12日に『Physical Review Letters』にて公開されました。
Simulations of ‘backwards time travel’ can improve scientific experiments
https://www.phy.cam.ac.uk/news/simulations-backwards-time-travel-can-improve-scientific-experiments
Nonclassical Advantage in Metrology Established via Quantum Simulations of Hypothetical Closed Timelike Curves
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.150202
※超時空テレポート？