【りょうしもつれ】
量子もつれ とは？
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💡 全体の状態に現れる、量子特有の結び付き
複数の量子系の全体の状態が、各部分の独立した状態やその確率的な組み合わせでは表せないこと。測定結果に量子特有の相関が現れるが、もつれだけで遠くへ情報を瞬時に送ることはできない。
📌 このページのポイント
- 各部分の独立した状態の組み合わせでは表せない
- 測定の仕方に応じて、結果に量子特有の相関が現れる
- 片方の結果を自由に選んで、相手へ情報を送ることはできない
- 量子通信や量子計算で使う資源になる
ひよこ 離れている粒子が、もつれているってどういうこと？
ペンギン先生 各粒子を独立に説明した状態や、その確率的な組み合わせだけでは全体を表せない関係だよ。測定結果の相関として調べられるけれど、普通の「同じ色のカードを配った」という関係とは区別するんだ。
ひよこ 片方が0なら、もう片方も必ず0になる？
ペンギン先生 状態と測定方法によるよ。図は、同じ0/1の測定で両方0か両方1になる特定の状態の例。各結果は半々で出る。全てのもつれた状態が、どんな測定でも同じ値になるわけではないんだ。
ひよこ その関係を使えば、瞬時にメッセージを送れる？
ペンギン先生 送れないよ。自分の測定結果を好きな値に指定できず、相手が自分の場所で見る結果だけから、こちらの操作を読み取ることもできない。結果を照合するには通常の通信が必要なんだ。
ひよこ 量子テレポーテーションも瞬間移動ではない？
ペンギン先生 物体の瞬間移動ではなく、未知の量子状態を別の量子系へ移す手順だよ。共有したもつれに加えて、測定結果を通常の通信で伝える必要がある。元の状態をそのまま残して複製する手順でもないんだ。
ひよこ 本当に実験で確かめられているの？
ペンギン先生 ベル不等式を調べる実験で、古典的な局所的説明では再現できない相関が確認されてきたよ。2022年のノーベル物理学賞はAspect、Clauser、Zeilingerに、もつれた光子の実験などの功績で贈られた。量子計算や通信の研究にもつながっているんだ。
まとめ：ざっくりこれだけ覚えればOK！
「量子もつれ」って出てきたら「全体の状態に現れる、量子特有の結び付き」と思えばだいたいOK！
📖 おまけ：英語の意味
「Quantum Entanglement」 ＝ 量子的なもつれ
💬 entanglementは「絡み合い」という意味だよ。粒子が糸でつながっているという意味ではなく、全体の量子状態に現れる関係を表しているんだ。