【物理】「不気味な遠隔作用」量子もつれの「前兆」を作り出す 20m離れた実験室で単一Rb原子をそれぞれ励起、量子もつれ状態に

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1：pureφ ★ 2012/07/14(土) 22:02:03.51 ID:??? << 113 116

遠く離れた関係を知らせる粒子Particles Announce Their Long-Distance Relationship

Julian Hofmannらは、20メートル離れた2つの原子の量子もつれを実証し、原子が量子もつれ状態であることを知らせる方法を開発した。この偉業は、量子もつれの研究と量子計算や通信ネットワーク等の実用化の発展に向けた大きな一歩である。

量子もつれは、2つの粒子の量子特性に高い相関性があると、それらの粒子が離れていても、一方の量子状態を測定したときにもう一方の粒子の量子状態が変化するという「不気味な遠隔作用」としても知られている。しかし、量子もつれを実用化するには、量子もつれ状態が最初に発生するのがいつなのかを知る必要がある。

この「量子もつれの前兆」を作り出すため、Hofmannらは2個の単一ルビジウム原子を20メートル離れた実験室でそれぞれ励起させた。この手順により、それぞれの実験室で量子もつれ状態の1対の原子-光子を生成し、これら原子を量子もつれ状態にするために使用した。ある特定の状態における光子を検出することが「告知」となり、2つの原子が量子もつれ状態になったことがわかる。

関連のPerspectiveで、Jürgen VolzとArno Rauschenbeutelが、量子力学の根本的な問題を探る上でのこの実験の意義を考察している。

Science 2012年7月6日号ハイライト
http://www.eurekalert.org/pub_releases/translations/sci070612jp.pdf

遠く離れた原子間の前触れ量子もつれHeralded Entanglement Between Widely Separated AtomsJulian Hofmann, Michael Krug, Norbert Ortegel, Lea Gérard, Markus Weber, Wenjamin Rosenfeld, Harald WeinfurterScience 6 July 2012: Vol. 337 no. 6090 pp. 72-75 DOI: 10.1126/science.1221856
http://www.sciencemag.org/content/337/6090/72.abstract


Perspective Physics: Two Atoms Announce Their Long-Distance RelationshipJürgen Volz, Arno RauschenbeutelScience 6 July 2012: Vol. 337 no. 6090 pp. 40-41 DOI: 10.1126/science.1224202
http://www.sciencemag.org/content/337/6090/40

14：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:20:43.56 ID:r6tAUeVY << 24

何が不気味で何がすごくて、何に応用できて、どんな可能性があるのか、わかりやすく説明して。

16：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:25:26.02 ID:nDBoPLyY << 24 28

例えば気体とかプラズマ。(特に希薄な単原子気体)
以前は構成粒子はお互いに無関係で、好き勝手に振舞っているとして
いろいろと考えてきた。
ところがギッチョン (古い表現だね)、
ヤツラはお互いに連絡を取り合っていたに違いない。

28：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:38:31.67 ID:FQFdRyoV

>>16
風の精霊やプラズマの精霊が居て
一括で動かせるんだな

24：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:34:06.86 ID:r6tAUeVY << 27

>>16
>>14だけどさ、つまり、人間である俺がここにいるとして、その俺と全く関係ないアフリカのジャングルの原住民とかが、俺が誰かに屁を嗅がされたら、原住民も「臭い」とか思うってこと？

こういうたとえの場合、人類全体が「臭い」とか思う可能性もあるってこと？

27：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:36:57.38 ID:FQFdRyoV << 31

>>24
アボリジニとかは、そういうテレパシーみたいのがあったそうじゃないか

31：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:41:14.49 ID:nDBoPLyY

>>27
たいていのＳＦではテレパシーには伝達距離制限があったりする。
なぜそうなのか。
ヒントはオルバースのパラドクス。
ノイズだらけで情報伝達なんて、ムリ、無理。

18：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:29:16.85 ID:QZLHOqMn << 22 23

物理、数学は、これを「系」の一言で纏めてしまうから恐ろしい。

ある原子から「同時」に発生した光子は、同じ系。
その同じ系の光子がそれぞれ反対方向に無限に飛んでいても、
片方の状態が変わると、その無限に離れたもう一つの光子の状態もユニークに変わる。
一体どう言った力学的作用によって？

22：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:32:30.84 ID:FQFdRyoV

>>18
お絵かきソフトのレイヤーのように
同じレイヤー上のものは一括で動かせるんだよ

6次元とか7次元とかあるって言うじゃないか

23：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:33:04.38 ID:Axm52/0v

>>18
まとまってるんだから仕方ない

20：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:30:52.20 ID:vC44eUw8 << 25 89

中卒ニートのおいらに
だれかガンダムに例えて教えてください。

25：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 22:34:31.07 ID:FQFdRyoV

>>20
サイコミュでビットが動く世界が実現するんじゃまいか?w

89：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 02:51:46.09 ID:xx1O7iVx

>>20
おまえがガンダムの超合金で遊んでる時はオレも遊んでる

48：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 23:23:04.91 ID:HUE/NIXz << 51 68

相対論も量子論も考えの範疇が狭いんだよ。
空間は密であり、無。そして空間は物質・エネルギーそのものだって、
2400年も前に釈迦がすべての答えを出してるのに、
なんで、いまだに皆理解できないのかなぁ〜

68：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 23:58:27.72 ID:V/XECWfj

>>48
>空間は密であり、無。

それを言うなら

「空間は密であり、空」

無は何も無いことをさし、空は一見何も無いように見えるが
原因と結果の仕組みの中で、あたかも何もないように見えるだけ。

51：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 23:29:09.84 ID:nZ5IEnkh << 70

>>48
そだね仏教では色即是空、科学ではE=mc２乗
だよね

70：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 00:04:00.58 ID:r49Fk8Eh

>>51
色即是空、空即是色の意味とは、すなわち

形あるものが一瞬にして消え
消えたはずのものが一瞬にして形を表すということ

E=mc２乗は、物質に宿るエネルギーの総量を導き出すものであり
まったく意味合いが異なる

50：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 23:23:36.32 ID:nZ5IEnkh << 63 66

それぞれの量子をちがう次元から見たら、一つの元から出ている
とげの先っぽの様なものなんじゃなかろうか、コンペイ糖の出っぱりのような
そうでなければ共鳴する（時間と、距離を超越する）ことなど不可能
本体はワームホールか、ダークマターか

63：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 23:51:44.94 ID:Rpq6qE7Y << 65 66

>>50
心理学では全ての人間の潜在意識は
底のほうで一体につながってるって事らしいから物質も同じじゃね？

65：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 23:53:46.25 ID:nDBoPLyY

>>63
＞心理学では全ての人間の潜在意識は底のほうで一体につながってる

それは宗教の教義だよ

66：名無しのひみつ 2012/07/14(土) 23:55:44.74 ID:oF8QNBXV << 76

>>50
>>63

自分も、そんなことのように思う
ただ、本当にそんな仕組みでこれだけ宇宙が大きくて･･･この世界が
いったい果たして何なのかという疑問は深まるばかりだ

76：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 00:25:21.91 ID:f8S2oZac

>>66
フラクタルで一番簡単に説明できるのが
樹木だそうじゃないか

樹木の設計図は実は単純で上に向かって分岐して伸びろという命令だけで動いてるとも言える

宗教的には人間はただ向上したいというイメージで分裂を繰り返しクルクルと唐草模様を紡ぎ出すw

88：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 01:52:00.37 ID:AeWH0X1N << 90 92

量子テレポーテーションって、実現すると「自分」が無限増殖しそうで怖い件

90：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 02:51:57.89 ID:dZcgAumw

>>88
> 量子テレポーテーションって、実現すると「自分」が無限増殖しそうで怖い件

心配するな
量子情報はコピー不可能（抹消も不可能）って定理が証明されてるから
スタトレTNGでの副長が転送器のトラブルが２人になっちまうなんてことは
起こらないって理論から保証されてるよ

92：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 02:56:00.99 ID:YaHxHGFk

>>88
分裂するわけじゃなくて、見えない糸電話でつながってるだけだから。

100：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 04:45:49.55 ID:NKQTbCJL << 101

シンクロニシティが起こるの？？？
ニトロ固まっちゃったみたいに？

101：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 05:24:24.21 ID:mEn5An+4 << 106 111

>>100
この意味は１００億光年離れた先でも発生するってこと。
つまり同時ではない。そして伝達でもないので距離も時間も関係ない。

106：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 07:52:04.35 ID:VdgM6zKK

>>101
伝達じゃないの？
物質の持つ重力による共振作用？みたいなものかと思ったんだが。

111：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 08:27:00.93 ID:bTp2tQ/5

>>101
これ光のような素粒子(量子)のもつれではなく「原子の量子もつれ」だから
100億光年はちょっと無理じゃね？20メートルで喜んでるくらいだから

原子のようなマクロな物質は、量子状態を保つのが難しいんだよ

113：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 09:17:43.08 ID:XhNvlSZD << 114

>>1
何言ってるかさっぱり分からん。もっと簡単に言い換えてくれorz

114：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 09:34:02.13 ID:bTp2tQ/5 << 115

>>113
量子のもつれは、忍術で言えば分身の術
二人のナルトは独立して振る舞うように見えるが同じナルト

115：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 09:51:34.23 ID:bTp2tQ/5 << 128

>>114 は簡単に言い過ぎて本質を捉えてないので捕捉

素粒子は必ずスピンという量子数を持っており
このスピンは上向きと下向き重ね合わせた量子状態を維持している
だから、片方が上向きなら片方は必ず下向きとして観察されるため
あたかも二つの量子が共鳴したかのように観察されるというもの

128：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 10:48:52.51 ID:K/yoHvnO << 140

>>115
ひとつの光子が同時に違う場所に存在することの説明になってない

140：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 12:04:22.80 ID:bTp2tQ/5 << 141

>>128
え？そんなの量子は波だからじゃん

141：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 12:10:49.59 ID:K/yoHvnO << 155

>>140
だから人間が波のように振る舞う現象の説明に苦労すんだろ、アホが！

155：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 19:14:09.55 ID:bTp2tQ/5

>>141
>>だから人間が波のように振る舞う現象の説明

人間が波のように振る舞う現象(笑)なんていつ観測されたんだ？ｗｗ
原子二個がもつれただけで偉業とか言ってるレベルなのにｗ
お前理解してないだろｗアホは黙ってな

116：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 09:58:33.50 ID:bTp2tQ/5

>>1 は、この「重ね合わせ」は電子や光子のような素粒子だけでなく
原子でもみられ、それが20メートル離れた場所でも観察できたワイルドだろ〜？
という話題だと思う。電子や光子で量子のもつれは普通に観測出来ていたけど
原子でやったというところが偉業なんだと思う

原子は量子のもつれ状態を維持するのが非常に難しい

127：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 10:46:50.53 ID:MGiqXjD2 << 130 136

漁師の数なんて文字通りごまんとあるわけで、
観測されたのはたまたまなんじゃないの？と思ってしまうんですが。
因果ははっきりしてるんですか？

130：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 10:49:55.85 ID:u8eoqLtA

>>127
因果そのものを構成・構築している現象かもな
形而上の不可触な部分を操るまでに至る、かも

136：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 11:10:25.05 ID:S8DGiUci

>>127
因果は知らんがでかいイサキはとれたよ

161：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 20:37:06.00 ID:bTp2tQ/5 << 162 183

これは空間を情報が伝わっているのではないのですよ
2点を伝わる情報の速さは光速を超えないという物理学法則は、量子力学でも守られている

これは2点を伝わるのではなく、離れた2点で行っても、同じ1点で行っても
量子は独立した粒としても振るし、波として空間に広がる事もできるから
同地点で行っているのと同じ振る舞いをするという、量子の特性を生かした情報伝達のやり方

162：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 20:44:01.80 ID:vtZiiuvJ << 163

>>161
2点を剛体の棒でつないで棒の押し引きで情報の伝達をすると、両点の時差はゼロ。
地震計の針が描く波形とか、情報伝達が光速を超えてるんじゃね？

163：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 20:51:10.58 ID:tRthwoqS

>>162
完全剛体は存在しないし、剛体の押し引きはその物体の音速以上では伝達されない

183：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 23:44:07.45 ID:5ZDD7ziK << 185

>>161
＞2点を伝わる情報の速さは光速を超えないという物理学法則

そんなものは存在しないよ
超光速の情報伝達はない「だろう」
「あってはならない」という物理学者の願望にすぎない

172：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 22:22:53.82 ID:VBz/Ud5B << 175 180 181 184

そもそもな話で量子もつれ状態の原子は３次元的には離れたって観測だけど
根源的な量子もつれの作用上の次元的には離れてるのか？
観測上３次元的には離れてるとか距離って概念あるけど
これ本当に離れてるの？もっと言うなら高次元的観測では
どーなってるんだろうね？
まぁ、多分観測は無理なんだろうがｗ
２次元の住民が３次元を認識する方法ってどーしたら良いんだろうね？
なんかそこら辺の話が必要な気がしてくるわｗ

180：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 23:29:31.52 ID:+PNumhyq

>>172
おもしろいね。
ワープ航法やどこでもドアのヒントが隠されてるかもね。

184：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 23:46:15.47 ID:bTp2tQ/5

>>172
いい着眼点だよ

三次元の我々から見たら
あたかも二つの粒子は「物理的に距離が離れてる」かのように観察される
しかし、もし違う次元から観察したらどうだろうか
それが我々が「波」と読んでいる量子の姿なのかも知れない

違う次元からみたら、この二つの粒子は物理的に離れた距離にあるわけではなく
同じ次元に張り付いた存在(波)なのだから
距離などなく同調するのが当たり前なのかも知れない

しかし三次元の我々はそれを観察できないから「粒子」と「波」という
量子の重ね合わせた構造として観察されるだけなのかも知れない

量子の本質の一端しか見えていないのだと思う

175：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 22:34:02.52 ID:7x+PlQOy << 177 181

>>172
なるほど
四次元時空じゃないのかもな
超弦理論以外に空間を四次元以上で展開している理論はあるのかしら

181：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 23:33:21.97 ID:bTp2tQ/5

>>172>>175
まぁそうだよ。量子のもつれは勿論三次元空間(四次元時空)で観察した現象だけど
普通の人間は、この三次元空間(四次元時空)で起こる普通の事象すらも
なかなか簡単に理解する事が出来ない
つい次元を一つ落とした、二次元平面(二次＋時間)で考えしまう
図解なんてまさに二次元平面の情報だし、3Dでも疑似三次元なだけで実質は二次元平面だ

だからなかなか理解できない。

しかもヒモ理論なんてのは、素粒子は余剰次元の影響で成り立っていると考えるから
量子の実態を完全に捉えられないのは当たり前なのかもしれない

177：名無しのひみつ 2012/07/15(日) 23:08:03.60 ID:VBz/Ud5B

>>175
重力とかの扱いも謎だからねぇ
そもそも足の裏程度の原子の結束で
押し返される程度の力の筈なのに
銀河系がこの形なのも重力
謎多すぎだよ、宇宙

(>> ソース)