その後の量子テレポーテーション

タイトル:

コメント:
|> |> |> 　ホームページにもでています。 |> |> １．http://www.quantum.at |> |> ２．日本の量子情報に関するリンク集 |> |> http://www.etl.go.jp/~shiro/link/Q-info-j.html |> |> ちょっと違いますが、ＤＮＡコンピューテングの |> |> ホームページです。 |> |> http://up.csci.yamanashi.ac.jp/~hira/Dna/hira.html |> |> ・以前書き込んだＨ／Ｐのうち”日本の量子情報に |> 関するリンク集” |> 「http://www.etl.go.jp/~shiro/link/Q-info-j.html」 |> に郵政省の報告書がありました。ご存知かもしれま |> せんが、念のため紹介します。 |> 　実は、冗談かと思っていましたが、どうもまじめに |> 研究するみたいですね。 |> 　具体的な技術開発ロードマップまであります。 |> ・郵政省 量子力学的効果の情報通信技術への適用と |> その将来展望に関する研究会 |> ・第1回議事要旨 (2000.2.7) |> ・第2回議事要旨 (2000.3.2) |> ・第3回議事要旨 (2000.3.31) |> ・第4回議事要旨 (2000.4.28) |> ・第5回議事要旨 (2000.5.31) |> ・第6回議事要旨 (2000.6.19) |> ・研究会報告書 (2000.6.23) ・・・・これです |> ・郵政省の報告書 |> ”２１世紀の革命的な量子情報通信技術の創生に向けて” |> ”〜量子力学的効果の情報通信技術への適用と |> その将来展望に関する研究会　報告書〜” |> 「http://www.mpt.go.jp/policyreports/japanese/ |> group/tsusin/00623x01.html#TOP」 |> 目次 |> 第１章　量子情報通信について |> 　１−１．量子情報通信とは |> 　　１−１−１．情報通信技術の発展 |> 　　１−１−２．量子力学的効果の適用 |> 　　１−１−３．量子情報通信の原理 |> 　　１−１−４．本研究会の意義 |> 　１−２．量子情報通信の誕生と発展の歴史 |> 　１−３．研究開発の意義 |> 　１−４．我が国の基礎科学への貢献 |> 　１−５．独創的研究を生み出せる人材の育成 |> 第２章　国内外の研究開発動向 |> 　２−１．量子暗号 |> 　　２−１−１．理論研究 |> 　　２−１−２．実証実験・システム開発 |> 　２−２．量子通信 |> 　　２−２−１．量子信号検出 |> 　　２−２−２．量子テレポーテーション |> 　　２−２−３．量子通信路符号化 |> 　２−３．量子コンピュータ |> 　　２−３−１．量子計算のテストベッド |> 　　２−３−２．量子計算用デバイス |> 　２−４．デバイス開発 |> 　　２−４−１．基本要素技術とデバイスの概要 |> 　　２−４−２．各デバイスの研究開発動向 |> 　２−５．日米欧の研究開発体制・予算 |> （国家プロジェクト等） |> 　　２−５−１．米国における研究開発の状況 |> 　　２−５−２．欧州における研究開発の状況 |> 　　２−５−３．固体量子デバイスによる研究開発動向 |> の分類 |> 　　２−５−４．我が国における研究開発の状況 |> 第３章　量子情報通信の将来予測 |> 　３−１．量子情報通信の実現イメージ |> 　　３−１−１．量子暗号 |> 　　３−１−２．量子通信 |> 　　３−１−３．量子コンピュータ |> 　３−２．量子情報通信の技術開発ロードマップ |> 第４章　取り組むべき研究課題 |> 　４−１．新しい原理の開拓と体系化に向けた研究分野 |> 　　４−１−１．量子情報理論、量子通信理論 |> 　　４−１−２．理論的予言を実現するための物理現象、 |> 原理の研究 |> 　　４−１−３．新しい量子情報通信プロトコル |> 　４−２．システム実現に向けた研究分野 |> 　　４−２−１．システム開発・実証実験 |> 　　４−２−２．デバイス開発 |> 第５章　研究開発の推進方策 |> 　５−１．研究開発推進のための基本方針 |> 　５−２．研究開発分野の性格 |> 　５−３．現状における研究資産とその運用、問題点等 |> 　　５−３−１．民間企業 |> 　　５−３−２．大学・大学院 |> 　　５−３−３．国立研究機関 |> 　　５−３−４．通信・放送機構 |> 　　５−３−５．現状における問題点 |> 　５−４．研究開発計画の設定 |> 　５−５．研究開発体制 |> 　５−６．効果的研究推進のための方策 |> 　　５−６−１．研究開発予算の使用に係る柔軟性の向上 |> 　　５−６−２．国際的連携の強化 |> 　　５−６−３．若手研究者の育成 |> 　　５−６−４．研究支援者の確保 |> 　　５−６−５．民間における研究開発の促進 |> 　　５−６−６．大学・大学院の研究支援体制の充実 |> 　　５−６−７．通信総合研究所における研究開発体制 |> 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　の充実 |> 第６章　まとめ |> 　６−１．国が取り組むべき事項 |> 　　６−１−１．研究開発体制の整備 |> 　　６−１−２．民間における研究開発の促進 |> 　　６−１−３．大学・大学院の研究支援体制の充実 |> 　　６−１−４．通信総合研究所における研究開発体制 |> 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　の充実 |> 　　６−１−５．その他 |> 　６−２．民間、大学等で取り組むべき事項 |> 　　６−２−１．研究開発推進のための人材育成 |> 　　６−２−２．研究支援者の確保 |> 　　６−２−３．国際連携の強化 |> 　　６−２−４．大学・大学院における研究開発等の推進 |> 用語解説（五十音順） |> 　このような新しい研究の成果が、ようやく紀元前から |> の疑問を解く一つの手がかりになればうれしいのですが。 |> 以下は紀元前からの人類の考えの一部です。　 |> 　だいぶ、途中をはぶいた所がありますが、この後の |> 研究ロードマップを描くとどうなるのでしょうか？　 |> １．原子を哲学で説明 |> ・紀元前400年ごろ；レウキッポスとデモクリトスは、 |> ”すべての物質は、他に何もない空間を動く永遠にして |> 不可分な物質からなる”という説を唱えた。 |> ・紀元前１世紀ごろ；ルクレティウスが書いた「事物の |> 本性について」の中で、”物体には二種類あり、一つは |> 原子、もう一つは原子の複合物である。 |> 　原子そのものは、どんな力にも圧倒されない。 |> 絶対的な個体性によって保存されているからである。” |> と説明しています。 |> ２．原子を科学で説明 |> ・1805年；イギリスの科学者ジョン・ドルトンがレウ |> キッポスとデモクリトスの原子説を再び導入し最初の |> 原子量表を作成した。多くの実験結果を注意深く調べて、 |> ある種類の原子１個が水素原子１個の何倍かという |> 原子量表を初めて発表した。しかし原子の構造については |> ただ空想をめぐらすだけで、栗のようなイガイガのある |> ものとか、スベスベしたものだとか勝手なことを書いて |> いるそうです。この当時は、原子という目に見えない |> もの、実験的に確かめられないものを科学に持ち込む |> のは邪道であるという考えが極めて強力だったそうです。 |> ３．電子の発見 |> ・1897年；真空にしたガラス管の中で高い電圧をかける |> と、陰極からマイナスの電気をもった小さな粒子の流れが |> 発生し陽極に向かって流れることを発見した。 |> 　いわゆる「真空放電」です。 |> （イギリスのＪ.Ｊ.トムソン） |> ４．いろいろな原子模型が考案 |> ・２０世紀初めにいろいろなタイプの原子模型が考え |> られましたが、なにしろ原子は目で見ることができない |> ので、手探りの中から人間が普段の生活で見ているもの |> のイメージに当てはめて考えられたもののようですね。 |> ｛例｝ |> ・Ｊ.Ｊ．トムソンの”すもも模型” |> 　　　　　　　・・・トムソンはすももが大好きだった？ |> ・長岡半太郎の”土星模型”・・・原子核が大きすぎた |> ・ニールス・ボーアの”ボーアの原子模型” |> 　　　　　　・・・地球のまわりを月が円軌道を描いて。 |> ・ラザフォードの”太陽系模型” |> 　　　・・・原子にヘリウムの原子核（プラスの電気を帯 |> 　　　　　　びたアルファ線）を当てて、そのはね返りの |> 　　　　　　様子から原子核が非常に小さいことを確かめ |> 　　　　　　た。一番科学的な方法ですね。 |> ・ゾンマーフェルトの”楕円模型” |> 　　　　　　　　　　　　　・・・ボーアの模型を改良 |> ５．特殊相対性理論 |> ・1905年にアインシュタインが世に出した論文で、真空中 |> の光の速度は不変の値となっているのですが、われわれが |> 常識的に不変だと思っていた時間が場所（例えば、地球の |> 上と地球から離れていく宇宙船の中など）によって異なる |> ということは、当時は受け入れ難いことでした。 |> 　今では、ＧＰＳの時間の微小な調整や、加速器による |> 素粒子の速度と寿命における観測結果などの計算に利用 |> されて重宝しています。時間と空間についての先入観の |> 一部を捨てられないと理解できないようです。 |> ６．一般相対性理論 |> ・1916年にアインシュタインがほとんど一人で確立した |> といわれる一般相対性理論は重力理論に他ならないもの |> です。電磁力の説明とはまったく異なり、時空の幾何学的 |> 構造の屈曲、ねじれ、引き伸ばしとして表せる。 |> 　ユークリッド幾何学に支配された固定的な背景として |> の空間像は放棄され、宇宙は形を変えうるものになり、 |> そこに含まれる物質によって歪められます。 |> ７．光、電子、原子などの二重性 |> ・光は昔、「波」と考えられていたのですが、1905年に |> アインシュタインが光電効果の理論によって光量子説を |> 唱えました。光の干渉や回折などの実験では、光は波の |> 性質を表しますが、光電効果、発光、光の吸収などの現象 |> では、光は粒子の性質を表します。 |> 　これを光の二重性といいます。 |> 　また、1928年には電子も光と同じ二重人格をもった存在 |> であることが確認された。更に原子も同じであることが |> わかった。1924年のド・ブロイの物質波の理論によれば |> すべての物質は波の性質をもっているという。 |> ８．量子力学へと |> ・ボーアの原子模型の欠陥を説明できる理論として |> 「量子力学」が生まれました。1925年にはドイツの |> ハイゼンベルグが無限次元行列で表す「行列力学」、 |> そして1926年にはオーストリーのシュレディンガーが |> ２階微分方程式で表す「波動力学」を発表しました。 |> この二つの理論は表現こそ違いますが、同じことを |> 言っているのだと思っておいて下さい。 |> 　 |> ９．原子模型の進化 |> ・結局、原子模型はボーアの”地球と月モデル”から |> ゾンマーフェルトの”太陽系モデル”そしてシュレ |> ディンガーの”星雲モデル”へと進化していきました。 |> 　最後の”星雲モデル”は量子力学が適応された結果です。 |> １０．フォン・ノイマンの混乱 |> ・1932年に量子力学を数学者から見て整理して、一冊 |> の本にまとめました。この中で、「観測問題」を取り |> 上げていますが、ノイマンが混乱している様子が伺え |> ます。なにしろ量子力学においては観測を行うことが、 |> 波動関数を変化させるように思えたからです。 |> 　そして観測を行えるのは意識ある人間などの生命体 |> になってしまうのですから。 |> 　とはいえ、意識と物質との間に何らかの相互作用を |> 起こす接点がないと、生命体は存在できないようにも |> 思えますが。いかがでしょうか？ |> １１．ＥＰＲ論文 |> ・1935年にアインシュタイン他２名が世に出した論文 |> ですが、現在でも答えがでていません。なにしろ、因果 |> の法則を捨てるか、それとも実在を捨てるかという選択 |> に迫られるからです。 |> 　特殊相対性理論から求められるミンコフスキーの |> ４次元時空から因果の法則が導かれますが、これに |> よると光速を超えた現象は因果の法則を破ることに |> なります。そして、この光速を超える現象が量子力学の |> 実験で数多く報告されています。 |> 参照；アインシュタインを紹介したホームページの |> 中にわかりやすい説明があります。 |> [http://homepage2.nifty.com/einstein/] |> 　とはいえ、厳密に因果の法則が適応されてしまうと、 |> この宇宙は機械仕掛けの時計のようなものになって |> しまいそうです。 |> 　歯車がスムーズに動くための”遊び”がハイゼン |> ベルグの不確定性原理ではないでしょうか？ |> １２．シュレディンガーの波動方程式について |> ・原子が観測されることなく、自分だけで活動して |> いるときは、波動関数は量子力学の法則に従って |> 広がっている。つまり原子は、静かな池に小石を投 |> げたときのさざ波のようなものである。ところが、 |> 原子の状態を測定するたびに波動関数の記述は変化 |> する。カーテンの特定の穴を通過しつつある１個の |> 電子や、原子の特定の一軌道を周回しつつある電子を |> とらえた場合は、シュレディンガーの波動方定式は |> あてはまらない。なぜなら測定するという行為が |> 波動関数を破壊してしまうからである。 |> １３．素粒子物理学について |> ・1970年代の素粒子物理学の革命、つまり「素粒子 |> 物理学の標準モデル」という成果から「大統一理論」 |> が生まれた。自然界の四つの基本的相互作用は、 |> 弱い順に、重力、弱い相互作用、電磁力、それに |> 強い相互作用である。 |> 　このうち、重力を除く３つの相互作用を統一しよう |> としているのが、「大統一理論」ということになります。 |> ・二つの素粒子の間に働く重力は弱すぎて、検出された |> ことが一度としてない。例えば、陽子と電子の間の重力は、 |> 電気的な引力の2×10の39乗分の1である。 |> ・弱い相互作用は、さまざまな種類の核の崩壊に |> ともなって、はじめて観測された。尚、弱い力の |> 及ぶ範囲は原子核の大きさの100分の1ほどでしかない。　 |> ・電磁力には電気力と磁気力が含まれる。普通の物質 |> には正の電荷と負の電荷が等量ずつ含まれるので、 |> 引力と斥力はほぼちょうど打ち消しあう。 |> 　電気力の威力を理解するには、１キログラムの鉄の |> 玉二つから負の電荷をすべて取り去ったらどうなるか |> を想像してみると。１メートル離れた二つの玉は、 |> ほぼ3×10の18乗トンの力で互いにはじきあう。 |> ・強い相互作用は、おおよそ原子核の範囲（およそ |> 10の-13乗センチメートル）に及び、核の中の陽子と |> 中性子を結びつける。さらに陽子と中性子は、やはり |> 強い相互作用でつなぎとめられた３つのクォークから |> できていると考えられている。 |>