量子テレポーテーションの実験に、NTT物性科学基礎研究所のグループが成功

今年の9月に、アメリカの研究所と日本のNTT物性科学基礎研究所のグループが、約100kmの量子テレポーテーションの実験に成功したらしい。

量子テレポーテーションとは、二つの離れた位置にある素粒子間の間で情報を瞬時に伝送する技術だ。この実験の鍵となるのが「量子もつれ(エンタングルメント)」といわれる現象だ。単に二つのどんな粒子間でも情報が伝送できるかといえば、それは無理だ。この二つの素粒子がエンタングルメント状態、すなわちもつれ合っていなければテレポーテーションはできない。今回の実験では100km離れた位置にある、お互いエンタングルメントされた二つの素粒子間で情報の伝達に成功したということだ。

ところで21世紀に入ってから、このエンタングルメント理論はブームともいえる発展を遂げている。これらの興味はもともと量子情報理論から発するものであるが、最近はあらゆる物理理論で応用がなされている。

その代表的な例が、Ryu(笠)-Takayanagi(高柳)理論とも呼ばれる、「ホログラフィックなエンタングルメント-エントロピー理論」だ。この理論は京都大学基礎物理学研究所の高柳匡教授が2006年に提唱された、日本発の理論だ。最近は素粒子論関係の研究で、この理論が盛隆を極めている。原論文はネット上で公開されており(英文)、僕も原論文を読まさしていただいた。この理論の特徴は、あらゆる理論のエッセンスが含まれていることだ。弦理論のAdS-CFT対応理論・重力理論・極小曲面理論、そしてエンタングルメント理論だ。

素粒子論・弦理論関係は、日本が非常に強い分野だ。2008年の南部・小林・益川の三氏がノーベル賞を受賞したのが記憶に新しい。それらの系譜に量子情報理論のエンタングルメント理論が合流した形だ。高柳理論がこれから先、ますます発展していくのか、頭打ちになるのか、予想できないが、カリフォルニア工科大学の大栗教授たちのグループがこの笠-高柳理論を利用して重要な結果を導いたとの情報もあり、これからこれらの分野から目を離せない。

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