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1: 一般国民 ★ 2019/07/17(水) 00:57:22.05 ID:CAP_USER
2つの粒子が強い相互関係にある「量子もつれ」と呼ばれる現象を、英大学の研究チームが世界で初めて画像に記録することに成功した。今回の実験で得られた画像処理の技術は、量子コンピューティングや量子暗号の進化にも貢献することが期待されている。

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PHOTOGRAPH BY SCHOOL OF PHYSICS AND ASTRONOMY, UNIVERSITY OF GLASGOW

ミクロの世界を正しく説明するうえで欠かせない量子力学に、「量子もつれ」と呼ばれる現象がある。量子もつれとは、2つの粒子が強い相互関係にある状態であり、粒子のスピン、運動量などの状態をまるで「コインの裏表」のように共有する運命共同体のような状態を指す。

例えば、一方の粒子を観測したときのスピンが上向きであれば、もう一方は瞬時に下向きになる。このような量子もつれにある2粒子間の状態は、どれほどの距離──たとえ銀河の端から端という途方もない隔たりがあろうが、維持されるのだという。この同期の速度が光の速度を超えるという、まるで空間など存在していないかのような非局所性から、偉大な物理学者アルバート・アインシュタインが、かつて「不気味な遠隔作用」と呼んだほどだ。

そんな量子もつれの状態を画像に収めることに、このほど英国のグラスゴー大学の研究チームが成功した。量子もつれの状態にある光子の様子を捉え、オープンアクセスの科学学術誌『Science Advances』で画像を公開したのだ。これは、量子もつれの判断基準とされる「ベルの不等式」の破れをもとに量子もつれを実験的に可視化する技術で、もつれ状態にある粒子ペアがひとつの画像に収められたのは今回が初めてだという。

・かくして「量子もつれ」は画像に記録された
マクロの世界における物質の状態は、観測者がいるかどうかに関わらず、すでに決定している。対してミクロの世界では、量子が実際にどのような状態にあるのかは、何かに“観測される”まで不確定だと考えられている。これまで量子もつれ現象は実験的には立証されていたものの、「観測されるまで状態が決定されない量子もつれ」を、いかに画像に収めるのかという実験的セットアップを考案するのは至難の業だった。

今回の実験では量子もつれ状態を確認するため、「ベルの不等式」と呼ばれる式が使用されている。「ベルの不等式」は、古典的に説明できる粒子の相関関係の上限を示した数式で、これによって実験が「量子的」なものなのか「古典的」に説明できるものなのかを区別できる。「ベルの不等式」の上限が破られると、実際に2つの粒子が量子もつれの状態にあることが示される。

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研究チームは自発的パラメトリック下方変換(SPDC)と呼ばれる手法を用いて量子もつれ状態をつくりだした。IMAGE BY SCHOOL OF PHYSICS AND ASTRONOMY, UNIVERSITY OF GLASGOW

研究チームは、自発的パラメトリック下方変換(SPDC)と呼ばれる手法によって、まず光子をもつれ状態にした。次にビームスプリッターによって光子対を2つに分割する。光子1の通路には通過の際にランダムに位相が決まるフィルター(0°、45°、90°、135°)を設置してあり、光子2はフィルターを通過せずにまっすぐに進む。研究チームは、光子1と、もつれた光子2の両方を同じタイミングで捉えたときにのみ検出できる超高感度カメラを設置し、これらの可視記録を作成した。

4つの異なる位相において見られる量子のもつれ画像は、実に4万フレームを組み合わせたものだ。光子ペアはフィルターを通る前に分割されているにもかかわらず、両方がフィルターの位相と同じ相転移をしているのが見てとれる。

(中略)

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4つの異なる位相において見られる量子のもつれ画像は、実に4万フレームを組み合わせたものだ。光子ペアはフィルターを通る前に分割されているにもかかわらず、両方がフィルターの位相と同じ相転移をしているのが見てとれる。IMAGE BY SCHOOL OF PHYSICS AND ASTRONOMY, UNIVERSITY OF GLASGOW

・量子コンピューティングへの応用も可能に

(以下略)

https://wired.jp/2019/07/16/quantum-entanglement-photo/
9: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 01:35:53.84 ID:/c2ncIlo
まさに神の領域!宇宙は作られたものということ。

7: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 01:27:28.90 ID:b9+UXCFO
ミクロレベルで全宇宙を統括するシステムが存在するという事だろう。

38: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 10:38:33.12 ID:uDTdi96e
量子もつれだけはこの世界の法則から逸脱してないか?
ブラックホールもダークエネルギーも納得出来るけどさ
何で離れてる量子が作用すんだよ

59: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 18:12:04.01 ID:mtYfW2Yn
>>38
人間のマクロ視点では離れてみえるけど量子にとってはくっついてるも同然

11: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 02:07:53.93 ID:qZxjsflE
>光子ペアはフィルターを通る前に分割されているにもかかわらず、両方がフィルターの位相と同じ相転移をしているのが見てとれる。

マジか意味わからん
アホにもわかるように教えて欲しいのだが
どれ?

1.高速より早い力の伝播がある
2.決定論的振る舞いをする
3.その他
4.何でかはわからん

12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 03:12:37.25 ID:50gEa37U
2つ光子のうち1つはフィルターを通してランダムに位相をずらしているので、量子もつれの状態になければ、2つの光子は別々の位相を持つことになふ
ところが量子もつれの状態の2つの光子は、片方の光子をフィルターに通したにも関わらず位相を保持している
これは力の伝播とかではなく、量子としての性質によるところ
なんでそういう振る舞いをするかは未だに謎のまま

40: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 10:54:42.15 ID:Uv2IpT/Y
なんで量子の集合である物質には不確定性が無いのか

54: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 14:35:29.02 ID:Ck03XMN9
>>40
物質にも不確定性はあるよ
1に対して0.5の誤差と、10に対して0.5の誤差、みたいなもんで、マクロだと影響が見えないだけ

21: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 07:18:19.40 ID:A4B03CuU
量子もつれをいつ誰が提唱したかググっても分からないんだけど

22: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 07:23:04.15 ID:wRISYK7X
>>21
エンタグルメントと名付けたのはシュレディンガー

45: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 11:49:24.52 ID:J9BfzZAB
この拘束力がいつまで持続可能か知らないけど
・電波の非常に届きにくい海中
・はては永劫なる時間と距離を旅する宇宙探査機器
こんなのとの通信に利用できるかもね。

量子間通信なんてSFワードでしかないと思っていたけどこうして実現可能性がすこーしづつ高まっていくのね

48: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 12:12:59.15 ID:bLREwc4t
>>45
勘違いしてるかもしれんが、別に通信には使えないぞ。
特に超光速とかは不可能だかんな。
コインの裏表みたいなもので、「こっちが表」だとわかったら、「あっちが裏」とわかるだけ。特に情報のやり取りはしてない。
今回の記事は裏表、同時に撮影できる技術みたいな感じ。

73: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 20:27:28.77 ID:nRQR00v/
>>48
不思議なんだけどさ、それコインを入れた箱と何が違うんだ?
コインが裏か表かわからないように箱に入れた状態

同じだよね?

80: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 20:53:17.69 ID:HG4/Xi+U
>>73
いや、全然違う。コインは別れたときに既に決まっているが、これは測定するまで決まっていない。

55: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 15:15:31.52 ID:Nz80H9CW
一方の粒子の状態を観測すると同時にもう一方の粒子の状態も確定する。
この伝達速度が理論上は光速を超えている。
しかし粒子状態を観測する速度は原理上光速を超える事は出来ないので、情報を発見し確定させる速度は光速以上にならないため旧来の法則とは矛盾しない。
これであってる?

60: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 18:28:29.76 ID:ty4akQU+
>>55
少し違う。そもそも観測者は粒子の情報を確定出来ない(不確定性原理)から、確定した古典的情報を量子もつれによる量子テレポーテーションで送る事が出来ない。結局、それを行うには時空間移動による伝達しかないので因果率も光速も超える事は出来ない。ただし、送り手側からすればノイズが瞬間的に移動したように見える現象ではある。

161: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/20(土) 14:22:51.15 ID:J+FuBX9T
ホロニック原理なんか考えると、この3次元(+時間1次元)の世界では腑に落ちないが、別次元では納得の行く合理的な現象なんだろう

それがこの世界で観測した時こういう形を取る
シミュレーション仮説よりかは幾分説得力があると思うw

145: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/20(土) 00:04:28.34 ID:WP47122z
量子の挙動はオセロゲームに似ている
白と黒のスピンが互いに影響し合い、ひっくり返したりひっくり返されたり整列されていく
もはや他方が一方に逆転することが不可能になったときに、古典的な決定として現れる
それまでの過程においては、そのゲーム全体の場として見た場合、その場は“決定”されていない

179: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/26(金) 22:11:48.33 ID:I9v6fLBb
量子もつれの距離関係無いってことは時間と空間を超越する粒子でもあるんじゃないか?

180: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/27(土) 16:05:29.11 ID:GkrQozxe
あるわけないだろ
もともと関連性があるものの一方の答えがわかったから、論理必然的に他方の答えも特定できるってだけだよ

181: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/27(土) 16:09:52.60 ID:BJT3580n
あるともないとも断言などできないよ
どういう理屈で量子の非局所性があるか分かってないんだから

186: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/28(日) 08:21:55.94 ID:Vfxmi66m
だから伝搬なんかしてねえんだよ
論理的に可能性がひとつに絞り込まれただけの話

188: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/28(日) 11:05:52.95 ID:6EZNJnf/
>>186
だからその伝播してるかしてないかも
なぜそのような事が起こるかはわかってないんだから分からないんだよ

134: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/19(金) 13:33:48.24 ID:ve4AWV4x
量子力学的にはAが先に測定しようがBが先に測定しようが同時に測定しようが、A-B間の相関という切り口では結果は変わらないはずだが
同時に測定した結果がどんな意義があるんだろう?

135: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/19(金) 21:48:17.49 ID:usluB/Hb
>>134
その結果が量子的な非局所性によるものだとより確実に(そしてより簡単に?)測定する為の手段を模索していると思われ

16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 06:33:14.92 ID:aKbcDIA8
「量子もつれの瞬間」って言葉がちょっと誤解をまねく気がw

量子もつれ状態にある2つの光子の片方を測定した(フェイズフィルタを通し)もう片方の光子も対応した位相に確定した後で2つの光子の状態を1つの画像に同時に収める事に成功したって事だよね
そしてちゃんともつれてる(もつれていたの方が正確な気がするが)事が確認できる画像になっている

63: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 19:07:23.70 ID:Y/9I/qnt
光子1が通過するフィルターの位相の向きに関わらず、「フィルターを通過できる位相を持っていた光子1」と、「フィルターは通過しないけどその光子1ともつれていた光子2」は綺麗に同じ位相持ってたのが確認できたよ、同時撮影は難しかったけどね、ってことだよね
相関を持たせた光子1と2の状態を確認しただけなので不気味な超光速遠隔作用は関係ないように思われる

33: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 09:59:22.47 ID:NHi2T9dK
こんなくそ難しいことを理解している人間は、日本に何人いるのだろう?
俺は中学までは偏差値60ぐらいだったけど、とてもじゃないが歯が立たない。

35: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 10:04:30.23 ID:07LVSBx+
>>33
ほどほどの大学はいったしほどほどに数学はやったが
こういう方向のは自分も理解できん

8: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/07/17(水) 01:30:29.39 ID:kDDN3WnC
この手の記事にしては比較的分かりやすい
俺でも概要くらいは()理解できる


転載元:https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1563292642/
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