【量子力学】「量子もつれ」の瞬間を世界で初めて画像に記録、英研究チームが成功[07/17]
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「量子もつれ」の瞬間を世界で初めて画像に記録、英研究チームが成功（記事全文は、ソースをご覧ください。）
https://wired.jp/2019/07/16/quantum-entanglement-photo/
2019.07.16 TUE 18:00
WIRED,TEXT BY SANAE AKIYAMA
【科学(学問)ニュース＋】
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。
（写真）PHOTOGRAPH BY SCHOOL OF PHYSICS AND ASTRONOMY, UNIVERSITY OF GLASGOW
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/07/quantum-og.jpg
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。
（画像）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
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/07/F1.large_-e1563242598410.jpg
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。
■■略
https://wired.jp/wp-content/uploads/2019/07/F2.large_-e1563242997968.jpg
（画像）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
■■略
WIRED >>97
他人をばかにすんの気持ちイイー
まで読んだw >>101
実際馬鹿じゃん、わかってないし↓
「ただ厳密には単一粒子のコインがあった場合
これは挙動としては同等になる（もつれを裏表と呼んで良いかは別としてw）」 ＞これは挙動としては同等になる
観測対象として同等と見なすのではなく、
観測手段として同等と見なしている、が適切な理解 この手の研究は
ハッキリ言って無駄
何故なら1つでも仮説に間違えがあれば
結果は予想つかないぐらい変化するから
囲いこみも出来ないし
完全に無駄 >>102
片っぽをちょいと動かすと
その片割が反転する感じに動くらしいけど…
試したらスクショ撮れた！ >>30>>65
量子さんの何がもつれたんだろう？ >>77
つまり、コインの上が裏か表かわからないけど、どちらも同じ向きになってるコインが入った箱2つがある状態と同じだよね？
それをどれだけ離してもまぁ同じ結果になるのは当たり前っていう ２枚のトランプのカード、スペードのエースとダイヤのエースを、
どちらがどちらに入っているかわからないようにして、
１枚ずつ２つの封筒に入れて封をする。
そうして、それらの封筒を持ったAさんとBさんは、うんと離れた場所に行く。
光の速度で移動したとしても1秒かかる例えば月面にAさんが行って、Bさんは地上の
どこかにいるとする。そうしてあるときAさんは封筒を開けて中にダイヤのエースが
入っていることを観測することでその瞬間にAさんはBさんが持っている封筒の中に
何が入っているかを知ったのだ。つまりスペードのエースが入っていることを。
しかし、光の速度で１秒かかる離れた場所に居るのに、瞬時に観測してわかって
しまうとすれば、観測の結果、光速を超えて情報を得たということにはならない
のだろうか？ 光の速度で情報をやり取りしたとしても片道が１秒でも
往復なら２秒もかかるかもしれないのにだ。 >>114
Aさんが得た情報はBさんに関与しない故に光速を超えたやり取りにはならない 言い換えれば、Aさんが得た情報はBさんになんら影響を及ぼさない amazonで買い物したら距離が無限に離れてるのに片方は残高が減り、片方が増えた。
この瞬間を捉えたらしい。 >>114
そのトランプの例も、隠れた変数理論の方になっちゃうから相応しくない。スピンを使いなよ。情報をやり取り出来ないってのは変わらんけど。 >>115
量子論的には測定するまで確定しない
たとえAさんの光子１の情報がBさんに伝わった後Bさんが光子２の測定をしたとしても測定するまで光子２の情報は確定しない
たしかにBさんはAさんの情報から光子２の結果を確実に予測できる
しかしBさんが光子１の情報を得た後、測定する前に光子２に何らかのフィルターをかけると光子２はまだ確定してないような挙動を取る
たとえば光子２のスピン↑の結果が予測される状況でスピン↓だけを通すフィルターをかけるとある確率で通り抜けて来る奴がいる
もちろん測定結果はスピン↑なのにだ
ここがコインと量子もつれの違うところ
>>1の実験も「ある確率で通り抜け」を検証したもの
決してスレタイのような「量子もつれ」の瞬間を画像に収めたというようなものじゃない 小さいものほど相互作用によるそれぞれのものの変化度合いが大きいってだけだろ >>114
トランプの例でいうとAさんとBさんにそれぞれスペードかハートを送るとする
封筒に入ってても入ってなくてもいい
Aさんはトランプを受け取るとBさんにマークの情報を送る
Bさんはそれを見て自分に送られたマークを知ることができる
ここでBさんがトランプを受け取る前にCさんがトランプを見てスペードならそのまま送るけどハートなら送らないという操作を行うとする
CさんのことはBさんも知っててもいいしここではBさんが自ら雇ったものとする
BさんはAさんからスペードだったという情報を得たとする
しかし自分にもトランプが届いた
手元にあるのはハートのはずだが・・・Cさんは何してたん？？？てことになる
そして慌てふためくCさん
賢明な読者ならCさんに罪のないことが分かるだろう
果たしてCさんの運命は！？（続きはウエブで） ナトリウムのスペクトル観測で、磁場においたD線が 2 本に分裂することが発見された
1925年にウーレンベックとゴーズミットは、電子が自転しているのではないかという仮説をたてた
(その自転状態によりどちらに分裂するかが決定される)
しかしその仮説は間違いである事が解明された
そろそろスピンとか量子もつれとか言葉を廃止しない？ >>79
お宝写真だな
今みんなシコシコしてる
これが過去が未来を変えるタイムリープ量子の力 >>111
彡 ⌒ ミ
(´･ω･｀) もちろん、恋のもつれさ 画像に記録したことに何の意味があるの？
これまでだって、数字で記録されたデータをグラフソフトで加工して画像化して表現してたことはあったじゃない？ >>17
Prepare and Measureのような解釈は通用しないよと言いたいのかな？ 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？ >>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 もつれていないと結果が出ないんだよ
もつれていれば距離も時間も何の関係もなく
互いに影響が表れる
簡単に言うとそういうこと
互いに隠れて浮気しても一瞬にして互いにばれてしまう >>136
そうとは限らない、測定方法の問題でそう見える可能性はある
この論文でも得られた結果が古典的な物理現象による結果である可能性を完全に排除できるものではないと言っている
（そしてそれらは今後の測定技術の向上で解決されていくだろうとも言っている） 量子力学が極まってきたら男女のもつれも計算処理できるかも これは画像処理の技術の話なの？
量子は単に素材として使われているだけで
画像処理技術としてはどこが凄いの？ 量子力学は脳の意思決定のモデルとしてはとても有望だよ
しょせんカオスの力動に拒まれるけど（つまり古典的には扱えない） >>136
一瞬にはばれない
そもそも相手は浮気していないということだけを観測していれば、
浮気していたとしても結果の判明は遅れる（擬似ゼノン量子パラドックスw） 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 >この同期の速度が光の速度を超える
物理学者が極めると神を信じるようになる、と言うのは真実らしいな 光の速度を超えて伝わるものも確認できるものもない
ある夫婦の一方が宇宙の片隅で亡くなったとしても、
その瞬間に他方が独身になるわけじゃない、論理的にはそうなるが
その論理の決定を見渡せる場は神の視点という虚妄でしかない >>114
今までこの例えに納得してたが違和感が出た
「なぜ誰もわからないカードの片割れがスペードであるとAさんはわかるのか」
つまり下準備の時点で、Aさんに情報が与えられてしまっている、「カードはスペードとダイヤどちらかだ」とね
純粋な情報伝達速度を測れるような条件下じゃない
あらかじめ情報を格納しておいて、条件が揃ったので確定したにすぎない
2枚ともなんのカードが入っているのか知らされてない状態で、Aさんがスペードエースを見た瞬間に、火星にいるBさんのカードがTポイントカードだ！って分かるなら本物だよ 量子もつれも二重スリット実験と同じ
実験者が状態を知るため玉をぶつけまくって自分でそういう結果に導いてるだけ
観測問題の一言で片付けられる >>135
つまり、これはlocality loopholeを塞いだということをいいたい？ >>149
言っていることは古典的文脈では全く正しい
量子的文脈ではこれに観測設定の独立姓（これは外せない仮定）という事柄が加わって初めて非局所性という問題が出てくる
準備した状態はA、Bがあらかじめ知っていて良いが、観測設定は絶対に互いに互いの設定を知りえないという状況 >>1
この写真の中心にほぼ光速で回転するブラックホールがあるんだな。
５ちゃん見てると色々知識得られるな。 元記事を読んでも意味わからんかったが
スレを読んでくと
武豊の嫁が性的に欲求不満だってのがわかった >>149
しかもAの測定結果をBに古典的方法(電線、電波その他)で教えたあとでないとBは分からないというオチ しかも
「Aの測定結果は大量ノイズと混合してるから事実上不明なんだよ」
→「全く不明と同じなんだよ！」
→「不明情報をBに伝えただけだから、伝えてないのと同じなんだよ！」
→「Bに何も伝えてないのに、Bに情報がテレポートした！すげー！」
とかの謎理論だからなw だったら、古典的方法チャネルでその「大量雑音に紛れた事実上不明情報」を送らずに、量子テレポートやってみ？
とか指摘されると黙らざるを得ない、という。 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 適当に言ってみる
磁石のNとSみたいなもの、それ以外の選択肢はない
NとSは赤い糸（というよりゴム）で繋がっていて、他のN/Sとはカップルにならない
ゴムを伸ばして遠く離れても片方がNで反対はS、この関係が崩れることはない、別れが来るまでは
ただしどのカップルももつれ（＝誠意あるお付き合い）の状態にあるとは限らない
これから付き合う、これから別れる、喧嘩中、といった不安定な時期もある >>158
相関という形態の情報だからおかしいところはないよ １秒は量子スケールだと非常に長い時間では？
１秒あれば何でも出来る？ >>168
つまんね
本当にもつれてたらおまえの責任だわ 同意する
自分が見る側固定で、見られているという認識力がないんだな >>38
というか、ﾌﾞﾗｯｸﾎｰﾙとﾎﾜｲﾄﾎｰﾙにより作られるﾜｰﾑﾎｰﾙが 実は量子もつれと同じものではと昨今言われるようになってマジで世界繋がってるって感心してるとこやぞ >>11
だいたい規制速度80キロ位だからな
首都高とかもっと低い 全く分からん。量子のもつれとイヤホンのコードのもつれには関係性は無いのだろうな。 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？ 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 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 理屈はシンプル
もともと関連性があるもの(例えば、運動量の合計値がゼロ)の一方の答え(量子Aの運動量)がわかったから、論理必然的に他方の答え(量子Bの運動量)も特定できたってだけだよ >>183
それは理屈じゃなくて測定結果
どうしてそういう非局所的に連動した測定結果になるか
その理屈（片方の測定が他方に伝搬するしくみ）は分からない
量子的もつれしたものを測定すると
理屈は分からないがそうなるという事がわかっているだけ 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 >>185
主観的確率で考えれば、測定結果によってそれと関連する事象の確率が変化するのはミクロだろうがマクロだろうが当たり前。 >>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 >>189
主観的確率、ベイズ統計で考えれば、確率が変化するのは当たり前。確率が変化しないなら、客観的確率と同じだから。 >>190
いやだからそれは当たり前なのではなくて
そういうものだと受け入れますってだけでしょ？ >>191
まあ、そうなんだけど。主観的確率の方がパッと見の直観には近い。冷静に考えると客観的確率の方が正しいかもしれないと考えたりもするけど。
例えば、52枚のトランプを伏せて10枚連続絵札じゃなければ、次は絵札が出そうと思うか、11枚目の札は最初から変えていないのだから絵札の確率は最初から同じと考えるか。 >>192
うん、だからそういうのは哲学の範疇であって
科学的に理屈が説明できるわけではないよね >>193
量子力学固有の哲学問題から、主観的確率の哲学問題にすり変わると気分が変わらないか？ >>194
まずそもそもからして自分がしていたのは哲学の話ではないしｗ
「量子もつれで測定結果が非局所的に連動する理屈など分かっていない」という事実を述べていただけ >>183
これに尽きるな
確率が収縮するとか馬鹿かと だからなんでこう言うのは、真ん中が穴ぼこ空いたイメージ？ 遠隔効果って光より早いんだよな？物理法則を超えてるの？ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
