これらは絡み合った電子と同じ動きをする。一方が赤で止まると、もう一方は必ず青で止まる。回転盤はつながっていないのに、なぜこうなるのだろう。量子力学主流派の主張はこれにとどまらなかった。ペアの一方を遠くに移してみよう。回転盤の1つを月に置く。お互い連絡を取り合わなくても、こちらが赤で止まればもう一方は青で止まる。ここで電子を観測すれば、その行為が遠くにあるもう一方のペアの電子にも影響を及ぼす。アインシュタインは2つの電子の密接な関係を不条理だと考える。言う、気味の悪い遠隔作用だと。エンタングルメントの作用など、受け入れることのできなかったアインシュタインは、量子力学に欠陥があると考えた。絡みあう粒子が存在したとしても、離れた2つの粒子が密接に関わりあう理由はもっとシンプルなものだと推測した。アインシュタインが抱いたイメージを手袋に例えよう。手袋を片方ずつ別々のケースに入れる。1つは私のもとに届けられる。私に届いたケースの中にあるのは左右の手袋のうちどちらか。ケースをあけると左側が入っていた。その瞬間、南極のケースには右側が入っていると分かる。中を見なくても、これは単純明快。私がケースの中を見ても、手袋に与える影響などない。こちらのケースには左側、もう1つには右側が入っていることはケースを持ち出す瞬間、すでに決まっていた。アインシュタインはこれと同じことが2つの粒子にも当てはまると考えた。電子が離れ離れになる、その瞬間に全ては決まっていたのだと。どちらが正しいのか、遠く離れていても、瞬時に不思議な方法で情報をやり取りする絡みあう粒子の方程式を支持したボーアか、それとも気味の悪い遠隔作用など存在せず、観測する前にすべては決まっていると主張するアインシュタインか。この議論は中々決着がつかなかった。アインシュタインは粒子の回転する向きは最初から決まっていると言い、その根拠を尋ねると彼は観測すればわかると答えた。するとボーアは観測で量子の状態は決まるのだと。答えは誰にも分からず、まるで哲学の問答のように思われた。1955年にこの世を去るまでアインシュタインは量子力学では自然界の現象を完全に説明することはできないと信じ続けていた。1967年コロンビア大学である若者が量子力学と格闘していた。Associates)だ。量子力学の成績が芳しくない。ところがある時Clauserは人生が一変するほどの大きな発見をする。彼が見つけたのはアイルランドの物理学者ジョン・ベルの論文。ベルの仮説を実証できれば、長年にわたり繰り広げられたアインシュタインとボーアの論争に決着をつけることができるかもしれない。ベルは絡み合った2つの粒子の密接な関係を解き明かす方法を発見していた。得体のしれない遠隔作用が起きているのか、それとも最初から粒子の状態は定まっているのか、その答えについにたどり着けるかもしれない。それだけではない、ベルの数式を使ってこの遠隔作用が存在しないことが明らかになれば、量子力学は不完全ではなく、間違いだと証明されるのだ。理論家だったベルが提唱した数式を検証するには、絡みあう粒子のペアを大量に作り出す装置を組み立てねばならない。Clauserは装置の設計に着手した。Clauserは見事に装置を完成させ、これにより数千ペアの粒子の回転を測定することが可能になった。実験の結果を見たClauserは驚き、そして落胆した・・・どこで間違えたのか・・・Clauserは実験を繰り返した。数年で物理学者アラン・アスペがより精度の高い実験を行い、アインシュタインとボーアの論争の確信に迫った。2つの粒子が瞬時に通信するには、光より速い信号が必要だが、アインシュタインは光より速く進むものはないと言った。アスペはそこに焦点を当てた実験を行った。光より速い信号がないなら、遠隔作用によるものとしか考えられない。アスペの実験はついに議論を終結させた。彼らの実験結果は世界を激しく揺さぶった。量子力学の理論は正しく、エンタングルメントは実際に起こっていた。粒子は空間でつながっていたのだ。ペアの粒子の一方を観測すれば、遠くの離れたもう一方の粒子に瞬時に影響を及ぼす。アインシュタインが否定した遠隔作用は実際に存在することが証明された。絡み合った粒子の遠隔作用が実際に起こるのなら、これを私達の生活に有効活用することはできないのだろうか。空間を移動することなく人やものを、ある場所から別の場所へと瞬時に送るテレポーテーションなどどうだろう。スタートレックで見たようなテレポーテーションができれば便利。エンタグルメントでこれは可能になるのだろうか。アフリカ沖カナリア諸島で、その実験が行われている。Vienna)が取り組んでいるのは人間のテレポーテーションではない。彼はここでエンタングルメントの仕組みを活用し、光子と呼ばれる光の粒子をテレポートさせる実験を行っている。Palma島の実験室で絡み合った光子のペアを作り出す。光子の1つはここに残し、もう1つを144km離れたTenerife島にレーザーで送る。Palma島の光子と合体させる。その合体したものの状態を測定する。ここからが見もの、研究チームが測定した情報をTenerife島側へ知らせると、Tenerife島の光子は3つ目の光子のコピーへと生まれ変わる。3つ目の光子は物理的に海を越えて移動したわけではないので、テレポートしたのと同じだと言ってさしつかえないだろう。Zeilingerはこの方法で数千個にも及ぶ粒子のテレポーテーションに成功している。私達の体も粒子でできていることを考えると、将来人間のテレポーテーションが可能になる日は来るのだろうか。パリまでテレポートするとしよう。理論上は実現不可能な話ではない。ここに粒子のカプセルがある。この中の粒子はパリの粒子と絡み合っている。私が入るこのカプセルはスキャナーのような働きをする。私の体を構成する数多くの粒子がここで読み取られる時、同時に隣のカプセルの中の粒子もスキャンされる。すると2つの量子状態を比較したリストが作成される。ここでエンタングルメントが効力を発揮する。2つのカプセルの量子状態を調べ比較することで、パリの粒子と私を構成する粒子の相関関係が明らかになる。オペレーターがそのリストをパリへ送る。パリではそのデータを基に私を構成する粒子の1つ1つを再構成する。すると新しい私が姿を現す。粒子がニューヨークからパリまで旅をするわけではない。ニューヨークで抽出した量子状態の情報を使い、パリですべての粒子を再び組み立てるのだ。私の正確なレプリカが出来上がった。その代り、私を構成する粒子を測定したことにより、ニューヨークにいたオリジナルの私は壊れてしまった。人間がテレポートするのはまだ無理だが、ここで1つ疑問が生じる。パリにいる私は本物なのか、ニューヨークの私とパリの私はまったく同じはず。量子力学では、粒子そのものではなく、粒子が持つ情報が物質を構成していると考えるからだ。その情報が伝達され、私が再び組み立てられたのだ。Zeilinger「オリジナルかコピーかという問題は哲学的な領域に入る。私の考えでは、オリジナルと完全に同じ性質を持つもものはオリジナル、つまりこの場合もオリジナル。人間のテレポーテーションの実現性は未知数。量子力学が持つ曖昧さはあらゆる分野で応用できる可能性を秘めている。Lloyd(MIT)が量子力学を活用する新たな道を開拓している。Lloydが開発しているのは量子コンピューター、金と真鍮でできたこの装置の姿は一般的なコンピューターとは程遠いものだが、共通点はある。全ての情報を、ビットと呼ばれる0と1の二進数で表す。「まずコンピューターは情報を最小単位に分解し、それを超高速で処理している。」しかし量子コンピューターが使用するビットは性質が異なる。一般的なビットは常に0か1のどちらかを選択するが、量子ビットは柔軟、電子の回転する向きが観測するまで定まらない。曖昧さを持つのと同様に、量子ビットも0と1の両方になりえる。すると一度に大量の情報処理を行うことができる。理論の上では量子の働きを持つ電子や原子なら、なんでも量子ビットとなりえる。量子コンピューターが実用化されれば、私達の情報処理能力が飛躍的に高まることは間違いないだろう。量子コンピューターの凄さを簡単に説明しよう。私は今迷路の中にいる。できるだけ早く出口に辿りつこうとしても、選択肢があまりに多すぎる。1つずつ試してみるしかない。何度も行き止まりに突き当り、引き返し、道に迷う。これが従来のコンピューターの処理方法。高速でも1度に1つのタスクしかこなせない。同時に全ての可能性を試すことができれば話は変わる。これが量子コンピューターの仕事のやり方。同時にあちこちに存在しうる粒子の性質を利用し、あらゆる可能性を同時に調べ、正解を瞬時に見つける事ができる。この規模の迷路なら、選択肢が限られるため、従来のコンピューターでもすぐに処理できる。選択肢が数10億通りもあったらどうなるだろう。気象の予測などはその1例。量子コンピューターが完成すれば、竜巻なども予知できるかもしれない。自然災害の余地を行うことなど今はコンピューターを使っても無理。量子コンピューターがあれば夢ではない。その中枢部は1粒の砂より小さくなる。量子力学を応用した技術の研究が未知なる可能性に向かって着実に進められている。量子力学の全貌が徐々に明らかになってきたとはいえ、謎は今なお残っている。原子などの量子レベルで起きる不思議な現象は、どのような仕組みになっているのだろう。ミクロの世界では、曖昧な状態が当たり前に存在するのだろうか。私達人間の体も原子でできているが、ミクロの物質のように曖昧な状態ではない。存在する場所も、ここかそこ。ボーアも物質のサイズが大きくなるとなぜ、曖昧さが影をひそめるのは説明したことはなかった。量子力学の正当さが立証された今でも、科学者たちはこの問題に取り組んでいる。ある科学者は解明されていない謎の作用があるのではないかと考える。物質のサイズが大きくなると、ミクロの世界に存在する複数の可能性は、その謎の作用によって1つになってしまう。1つを残し、後の可能性は全て消えるという。すると結果は1つしか出てこない。別の科学者はミクロの世界にある全ての可能性は消滅しないという。別々のストーリーを展開させるという。私達の世界と並行して存在する別の世界だ。突拍子もない考えのように思えるが、私達の知らない所で宇宙は枝分かれし、全ての可能性の基づく新たな世界が生まれているのかもしれない。開拓されていない領域は果てしなく広がっている。量子力学は難解だが、ミクロの世界とマクロの世界の間に境界などない。その特異な性質が量子レベルの世界でより顕著に現れるだけ。量子力学の法則が発見されたことで、驚きに満ちたこの宇宙について、より深く理解できるようになったことは間違いない。PM)エンタグルメントのペア粒子理論ですが100発100中でなく、50%の確率ですね。外れた場合はペア粒子の結びつきは外界の雑音に影響を受けやすいので壊れたという言い訳があり、当たった場合のみ大きく取り上げる。量子力学は、人間が実験できる範囲を越えているのかもしれませんね。トラックバック機能は終了しました。