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量子テレポーテーションの「すごさ」、正しく知ろう

量子テレポーテーション

でかい文字で演出しなくても
なんかすごそうな気しない?
v(‘▽^*)

ドラえもんにおける「どこでもドア」かなんか
もしくは昭和のSFにやたら多かったやつ?‥

私は死後とか生まれ変わりとかの
不思議現象の研究をしているからか
たまに訊かれます

「間違って体の一部だけ転送されてしまうことないの?」
…?^^);・・)?゚◇゚)?

‥いえ大丈夫、その心配はありません
というか、人間を転送するような話ではありません(笑)

というわけで今回は
誤解や勘違いを排除しつつ
量子テレポーテーションの
すごさを正しく理解する
‥です
オッケー★⌒c( ̄▽ ̄)

その為のキーワードは2つ

量子状態

量子もつれ

※量子もつれについての一連の解説はこちら

量子テレポーテーションとは一言で言うと

量子もつれを利用して量子状態を転送する

です! (゚O゚)\(–;

「量子状態」とは?

世の中には様々な物理量がある

物理量とは
測定して測定値を得るようなやつ、ね

例えば分子の振動や回転のエネルギー

分子は、止まっている訳ではなく
伸び縮みしたり
ペコペコ屈伸運動したり
くるくる回ったり
アッチヾ(゚ρ゚*Ξ*゚ρ゚)ゞコッチ

これらの激しさに応じて振動状態回転状態がある

この場合の測定値は温度

例えば電子レンジ

あれはマイクロ波を照射して
食品中の水分子の回転運動を高めてやっている

‥つまり、エネルギーの低い回転状態から高い回転状態へと
上げる → 温度上昇!

※ちなみに今話題の5G電波
よく「ミリ波」と言われてるけど
日本含め各国に割り当てられているのは
厳密に言うとカテゴリーとしてはミリ波でなく
マイクロ波(センチ波)ね
ただ、今後の運用はミリ波もあり得る、という話

で、この量子状態が考えられる物理量は他にも

粒子の運動エネルギー
粒子の自転の向き(右回りか左回りか、専門的には「スピン」)
光の偏光状態(縦振動か横振動か)

等々、色々ある

次に、量子もつれ

2つの粒子、AとBが量子もつれの関係にあるとする

つまり、上で挙げた「スピン」を例にとると
(Aが右回り + Bが左回り

という量子状態と

(Aが左回り + Bが右回り

という量子状態が
量子力学的に「重ね合わさった状態」ということ
※この細かいことは今は無視して良い
要するに量子力学的に
深く絡まった状態

でこの、量子もつれ状態にある粒子AとBのうち

Aを東京のタカシが持ち
Bをロンドンのボブが持っている

とする (≧∇≦)b OK

そしてここに第3の粒子、Xが
タカシの手元にある

Xの量子状態は例えば
80%右回りでかつ20%左回り
というようなこと

今からやりたい量子テレポーテーションとは

量子もつれAB
を介して
この粒子Xの量子状態を
東京からロンドンに転送する

というストーリーなのです
(*゚▽゚)ノ

具体的にどうするか、というと

まず東京のタカシが
手元にある粒子Xと粒子Aとの間で
ベル測定と言うものを行う
(ベルは人名)

例えるなら‥
それまで粒子AとBが恋人同士
遠距離(東京とロンドン)だが
恋に夢中な2人にとって
世界は自分達を中心に回っている(量子もつれ)
ポッ(*゚.゚)(゚.゚*)ポッ

‥はずだったのだが
そこに第3者(粒子X)が現れ
粒子Aと恋仲に
(゚-゚;)ヾ(-_-;) オイオイ…

こうなると隔絶された粒子Bは
圧倒的不利
新たな恋に落ちた
浮気者粒子Aと粒子Xの2人は
独自の新たな世界を築いてしまう

この身勝手極まりない新たな世界から
三角関係の修羅場を見直すのが
ベル測定ということ
σ(゚・゚*)ンート・・・

‥良いたとえかどうか知らんが
ニュアンスはこんな感じかな
(゚▽゚*)

で次に、タカシはそのベル測定の結果を
(おせっかいにも)
ロンドンのボブに伝える

どうやって伝えるか?
(「テレポーテーション」に
過度の期待をしていた人には
ここがガッカリポイントかも)

‥それはごくフツーに

電話でもメールでもLINEでも
可能なら糸電話でも狼煙でも

前にも言いましたよね
量子もつれだけでは情報は伝わらないのよ

ボブは受け取ったその「ベル測定の結果」
に応じた演算を手元の粒子Bに施してやると
あら不思議!

粒子Xの量子状態が粒子Bに乗り移る!
Σ(゚口゚;

これが量子テレポーテーション

いいですか?
ポイントは2つ

途中、ベル測定の結果を
タカシがボブに伝えるところで
通常の伝達手段を使っている
(電話なりメールなりの)

‥つまり量子テレポーテーションで
何かが光速を超えて転送される訳ではない
(`ロ´)ノ

次に
粒子そのものが転送される訳ではない
転送されるのは「量子状態」

だから、人間の体の一部が‥とかの心配は無用
でしょ?

「テレポーテーション」という言葉(に限らないけど)が
独り歩きしている感がある

夢は大事
それはそれとして

科学ではどこまで分かっているのか
どこまでできるのか

‥は、リアルに見ましょう

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