【量子力学】ミクロとマクロが合致 - 量子もつれの分布は熱力学で決まると判明 東京大学[04/25]

1しじみ ★2018/04/30(月) 19:03:32.73ID:CAP_USER
東京大学(東大)は4月24日、量子力学的に状態が特定された状態(量子純粋状態)が平衡状態として落ち着いているとき、
量子もつれの分布が、熱力学によって完全に決定されることを明らかにしたと発表した。
同成果は今後、冷却原子形やイオントラップ系における量子情報量の測定実験の解析に役立つことが期待されるという。

同成果は、東大物性研究所、東大国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の研究グループによるもの。
詳細は、「Nature Communications」オンライン版に掲載された。

量子力学と熱力学との理論的な対応関係は、20世紀初頭から研究されてきた。
特に近年においては、熱源と完全に切り離された量子純粋状態を用いた熱力学の構築は、
理論的な興味はもちろんのこと、冷却原子を使った実験との対応からも、重要な課題となっている。

このような、ミクロな世界(量子力学)とマクロな世界(熱力学)の対応の研究に重要になるのが、量子もつれだ。
量子もつれとは、空間的に離れた2つの量子状態が互いに影響し合う現象のこと。

量子純粋状態が平衡状態へと落ち着く過程をコップの水で例えると、
水分子同士の衝突により量子もつれが次々と作られ、この量子もつれによって状態は平衡状態へと変化していく、
というように表現できる。しかし、平衡状態の中では大量の量子もつれが複雑に絡み合っているため、
一体どの程度の量の量子もつれが生じているのかを判断することは出来なかった。

そうした状況を受けて研究グループは、
熱平衡状態を表すような量子純粋状態における量子もつれの空間分布を研究。
量子純粋状態にある系を空間的に2つに分けた時に、
その領域間に存在する量子もつれの量がどのような性質を持つかを調査した。

研究グループはまず、熱力学系との厳密な対応が確立されている量子純粋状態に基づき、
量子もつれの量の空間分布を表す一般的な関数を導出。
また同じ関数が、孤立量子系の非平衡定常状態や
量子系のエネルギー固有状態といったさまざまな量子純粋状態の量子もつれの空間分布に対して共通してよく当てはまることを確認した。

これによって、熱力学系と対応した量子純粋状態における量子もつれの量が、
系の詳細によらない普遍的な性質を持つことが示された。

同成果に関して研究グループは、「量子純粋状態からの熱力学の構築にとって必要不可欠な、
孤立系における量子もつれの理解を深めるもの」、
「今回見出された普遍的性質を用いることで、
冷却原子系やイオントラップ系といった外界から孤立した量子系の実験データから、
その量子系の量子もつれを高精度に解析することが可能になることが期待される」などと説明している。

関連リンク
「Nature Communications」オンライン版
https://www.nature.com/ncomms/

図:量子もつれの空間分布のグラフ。物質をAとBの2つに分けた時に、
AとBの間にどのくらいの量子もつれが生じているかを縦軸に、物質A の長さを横軸にプロットしてある
https://news.mynavi.jp/article/20180425-621463/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180425-621463/

102ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 00:56:06.34ID:0dgmNnNf
>>97
確かに論文全体の評価と個々の論文の評価は別にすべきだな

>>1の論文がクソなのは掲載雑誌がクソなだけでなく実際の実験系で検証がないこと
大それた実験装置やサンプルは必要あるまい


それに
>また同じ関数が、孤立量子系の非平衡定常状態や
量子系のエネルギー固有状態といったさまざまな量子純粋状態の量子もつれの空間分布に対して共通してよく当てはまることを確認した。

こんな曖昧な表現で納得するヤツは理系じゃない
理系なら定量性の重要度を理解してるはず

103ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 01:42:59.60ID:y3jbysAz
>>102
いや冷却原子系みたいに高度に制御された実験系が必要だからそんな手軽にできるものじゃないよ
その思い込みは別としても「実験がないからクソ」なんて誰でも言えることだし
挙げ句非専門家向けに書かれるプレスリリースと論文とが区別できてないようだし
結局叩きたいだけだよね

104ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 01:52:22.63ID:0dgmNnNf
>>103
流石にイオントラップごときで大それた装置とは言えんだろ
冷却系といっても液体ヘリウム程度だし

こうどなじっけん
ってのがこの程度を指すというなら問題は>>1の内容ではなく私と君との言葉の定義に過ぎんな

105ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 04:43:14.08ID:r9mE/+Vz
イオントラップとか液体ヘリウムとか言ってみたりしてるけど微妙にずれたこと言ってるし物理わかってなさそう

106ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 05:01:37.81ID:N8W4ciwB
 


三角関係やそれ以上の量子もつれって無いの?


 

107ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 06:32:18.69ID:8nXan71W
いつまでかわからないけど全文読める。

"Universality in volume-law entanglement of scrambled pure quantum states"
https://www.nature.com/articles/s41467-018-03883-9

物理学会の会員でもこの価値を評定できるくらい
わかる人の割合はたぶんあまり高くはないかと。
いわんや非物理屋においてをや

直接わかる人がどんどん減ってるのは自然科学のどの分野にも共通の
課題で何十年も前からどうしようか皆考えてる。これだという解決法は
見出されていない。

108ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 11:12:42.56ID:4EMroDUi
>>94
あーそうなの。生物化学の研究室だったから、偶然ネイチャーに載っただけで自慢の嵐だったよ

109ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 11:13:44.66ID:4EMroDUi
>>95
そんなんネイチャーだって話題優先やん。俺レベルをカスと呼ばないで(╹◡╹)

110ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 11:18:07.25ID:4EMroDUi
>>102
地方大学ってまじ金ないんだぜ。鳥取大学の水産の先生は自腹で東京の学会に来てたよ。

俺はこの内容がさっぱり分からんから実験設備が必要なのかは知らんが、お金ない中で視点を工夫して成果を出してるところを叩くのはちょっと…てかそんなこと言ったら昔の数学科は金なんかいらんけどな。

111ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 12:01:10.97ID:JB6b4Dej
ヒント
理論物理学では東大からノーベル賞受賞者は出ていない。
実験物理学だけ

112ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 12:50:58.67ID:UmViQJu/
>>104
液体ヘリウムって無知丸出しだな
イキったB1か?

113ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 13:08:36.64ID:nEV6moF/
>>112
シーレンに憧れるいきった奴の何万人かに一人がカミオカンデとか作るわけで、いきった奴も多様性としては必要なのさ。

114ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 20:07:10.53ID:VyhVaRsh
個別の量子もつれの例と熱力学から導きだした関数が、存在しているであろうマクロな系の量子もつれ分布に一致するハズ!って言っているのかな。

論文の書き方の流れをハックしているように見える。
論者の脳内というミクロレベルでは量子論的挙動によって時間が逆行したのかな?

つうか準備電位の暴走やろ。

115ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 20:29:07.89ID:FBnpVbqh
なまこ

116ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 20:36:06.55ID:c3ggydM5
熱力学と量子力学がつながるって話だろ。
熱力のブラウン運動云々のさらに先に量子力学があるってことなんだろ?
機械屋のオッサンに煽らないように教えておくれよ。連休中だしさ。優しく頼むよ。

117ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 20:40:24.59ID:pTgQYdqJ
>>116
ブラウン運動と熱ッテ関係あるの?
…そらあるか…

…使えるかも…

118ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 20:45:48.57ID:c3ggydM5
>>117
えっ!!無いの?!マジで!!!

119ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 20:53:56.11ID:pTgQYdqJ
>>118
有るよね…なんかで熱が加わると運動が激しくなるって…

120ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/02(水) 21:38:48.39ID:oBjHsybg
「コップ」のくだり、例えになってねえぞw
記者、ぜんぜんわからないまま書いてるだろwww

121ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/03(木) 04:31:13.20ID:4sl+2vtU
>>120
記者の仕事は事実を知って解説することではなくて、一般人がなんとなくわかった風になることで、そのプライドをくすぐること。

122ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/03(木) 11:51:21.72ID:3HMKLSgc
エントロピー(゚д゚)!

123ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/03(木) 11:53:39.59ID:3HMKLSgc
統計力学゚゚(´・ω・`)知らんがな

124ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/03(木) 12:59:57.90ID:kSU5qpmz
専門でないから忘れたが
量子学の黎明期に熱力学でどうにか説明できないかと
研究を始めた人がいたな

125ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/04(金) 04:07:21.15ID:aH8n+dN5
Aという粒子の集団とBという粒子の集団があってA同士では相互作用するし、
B同士でも相互作用をするが、AとBの間では相互作用が無い場合に、
Aの集団とBの集団を混ぜて容器に入れてやったと考えたら、
Aの集団の温度T _Aと、Bの集団の温度T_Bは異なることが許されるんだろうな。

126ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/04(金) 05:57:46.51ID:q1ZLunp2
>>125
ちなみに容器はAとBと相互作用するの?
ちなみに容器がAとBと相互作用しない場合容器として機能しないことになるが

127ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/04(金) 13:45:06.63ID:t1dkSVKX
痴情の縺れとか(´°ω°`)

128ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/04(金) 15:03:31.80ID:i0MzOvy2
量子「もつれ」ではないが
科学朝日1992年Mayのp35に、ブラウン運動の理論が量子力学と密接な関係にあることをシュレーディンガーは・・・
などという話が書いてあったがこの手の話かな?

129ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/04(金) 15:17:10.90ID:EA9rU3bo
>>128
ブラウン運動の理論・確率過程論で量子力学を基礎付けて説明しようとするのはNelsonとか保江さんとか何人かが研究して御当人らによるモノグラフ本も何冊か出てるよね

130ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/05(土) 19:04:33.06ID:yWcu2B8m
微小重力下でよくよく調べたらエクスポーネンシャルで記述されていたものが実は乗数で記述できるとか
ああいうのを量子論に当てはめたのかな
issで日本が真っ先にやったのがそういう実験らしいね
無重力実験でマランゴニ対流の解明が進んでいる、という事なのかな

131ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/05(土) 19:13:10.99ID:yWcu2B8m
>>130 訂正
x 乗数
o ax^2 の形で

132ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/05(土) 20:51:03.82ID:27jakUiF
エントロピーっていまいちわかんないんだよなぁ。
でもホログラフィック宇宙論とかエントロピック重力理論とかには、なんと言うかルールの隙をついた的な感じがしてワクワクする。

133ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/05(土) 22:40:44.71ID:RpP/NiyJ
>>130
全然関係ないです

134ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/06(日) 12:08:45.55ID:r0QEP2oc
もっといい名称ないのかよ もつれて・・・

135ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/06(日) 15:49:28.62ID:5umhgljk
車椅子の人死んじゃったあとにでてきたね

136ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/07(月) 11:02:37.73ID:2JEkqCdP
すごいなぁ、人はどこまで知識を得ていくんだろう

137ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/07(月) 16:31:38.41ID:Ef9Qq/P4
東大のカブリ数物連携宇宙研究機の研究成果を初めて見たわ

138ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/07(月) 17:09:04.74ID:vmlJo7A7
標準理論にどのくらい影響与えるの?

139ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/09(水) 00:45:19.83ID:BAhNc5kX
エントロピー増大の法則に従うって言っているんだけど、わかっているのかな?
量子もつれの状態も例外なく、量子エンタングルの複数のもつれ方も例外なく
従うんだよ。
量子計算の原理も中でそういうことが発生しているってことになる。

140ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/30(水) 19:53:06.27ID:fEpFnXCR
そもそも量子コンピュータが何故に神の領域というか、とんでもない計算速度が
だせる原理もしらない記者が量子量子連呼するから 量子モデルすげーとかわけわらない
話ネタでマインドコントロールされるやつがでてくる。

手順型で順序計算をすべて省く、そして記憶装置との入出力が一切行われない、
量子力学の物理法則さまには時間という概念がない、つまり時間そのものを否定した
回路になる、簡単にいえば計算時間が極小さいのではなく、ZERO=0、完全な0時間で
計算できる、量子回路が速度とか言うのは量子部分ではなく因果関係で生じる回路
それは相対性理論に従う時間を含む部分、つまり信号伝達遅延部分のことだ、
伝達に遅延が起きる、量子もつれが突然死して失敗するなどを回避する為に計算時間が
0ではなくなるってことだ。
熱の影響をうけるので絶対0度でないと熱ノイズによって量子もつれの突然死を防ぎにくいとかいう
問題やら電磁波やら宇宙線、太陽風の影響を受けてしまうとか、どうやっても
民生品のそれで使える類ではないのは明らかだろう。

141ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/30(水) 23:37:16.48ID:TLtme41U
>量子力学の物理法則さまには時間という概念がない

あるが
量子ビットの操作には相互作用の逆数程度の時間がかかる

142ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/31(木) 00:02:40.28ID:XYPR20f/
本当に長々と嘘ばかり書くのはどういう料簡なんだろう。
何のメリットがあるんだ。

143ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/31(木) 02:49:44.69ID:V+NIk3Ee
思惑なんて無いだろうバカなだけだぞ

144ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/31(木) 13:09:12.50ID:rIeMrePy
いや量子もつれはエントロピー増大に従っていないんだよ

145ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/31(木) 18:29:02.40ID:LPQETF5F
>>2の負人気に嫉妬

146ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/05/31(木) 18:31:23.01ID:I4Ubeqjr
マグロ‼


ご期待下さい

147ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/08(金) 17:36:23.54ID:WDabs0eC
全く分からないニダ!

148ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/08(金) 17:52:13.46ID:7c5cUgDk
解析技術ができたよ
て話だろう

預言じゃない
何かが、理解できるようになった
という話だ

149ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/08(金) 18:03:42.08ID:8p/Qvo7m
>>3
しない
量子テレポーテーションを利用した通信でも
情報の伝達速度は光速以下になる

150ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/08(金) 18:15:30.18ID:7c5cUgDk
ワープは溝を飛び越える勇気さえあればできます

151ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/09(土) 08:49:39.97ID:8IdJD8Hb
量子ビット保存則みたいな話だよ
エントロピーの話をみんなしたがるから
もつれに至るまではエントロピーは増大
もつれ自体はエントロピーは発散しない
無限遠まで届くから

152ニュースソース検討中@自治議論スレ2018/06/12(火) 13:57:29.79ID:nv9TXVMI
マクロで量子力学が成立しないと、量子コンピュータの規模を大きくする=マクロ化する
は成立しないんだよな。

量子テレポートが原子1個で成立するから、人間も量子テレポートでできる夢と希望

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