今、彼らは私たちをいじっているだけです。物理学者は、量子力学がエンタングルメントと呼ばれる量子粒子間の微妙な接続を可能にすることを長い間知っていました.1つの粒子を測定すると、別の粒子の不確実な状態または「状態」を即座に設定できます。たとえそれが光年離れていても.現在、イスラエルの実験者は、同時に存在することさえない 2 つの光子をもつれさせることができることを示しています。
英国ブリストル大学の実験者であるジェレミー・オブライエン氏は、「これは本当に素晴らしいことです」と語っています。このような時間的に分離したエンタングルメントは、標準的な量子論によって予測されている、とオブライエンは言う。
エンタングルメントは、量子論の不確かさの中に潜む一種の秩序です。光の量子粒子、または光子があるとします。垂直または水平にうごめくように分極することができます。量子領域も避けられない不確実性で覆われており、そのような量子不確実性のおかげで、光子は垂直方向と水平方向に同時に偏光することもできます。ただし、次に光子を測定すると、一度に 2 つの状態がランダムにいずれかの方法で「崩壊」するため、水平偏光または垂直偏光のいずれかが検出されます。
2 つのフォトンがある場合、エンタングルメントが発生する可能性があります。それぞれ不確定な縦横の状態にすることができます。ただし、光子はもつれている可能性があるため、それらの偏光は未決定のままでも相関しています。たとえば、最初の光子を測定して水平方向に偏光していることがわかった場合、他の光子が瞬時に垂直状態に崩壊し、その逆も同様であることがわかります。崩壊は即座に起こるため、アルバート・アインシュタインはその効果を「遠くからの不気味な行動」と呼んだ.ただし、相対性理論に違反するわけではありません。最初の光子の測定結果を制御することは不可能であるため、量子リンクを使用して光よりも速くメッセージを送信することはできません。
今回、エルサレムのヘブライ大学の Eli Megidish、Hagai Eisenberg、および同僚は、同時に存在しない 2 つの光子をもつれさせました。それらは、エンタングルメント スワッピングとして知られるスキームから始まります。まず、研究者は特別な結晶をレーザー光で数回ザッピングして、1 と 2 のペアと 3 と 4 のペアの 2 つの絡み合った光子のペアを作成します。最初は、光子 1 と 4 は絡み合っていません。しかし、物理学者が 2 と 3 で正しいトリックを実行すれば、そうなる可能性があります。
重要なのは、測定によって粒子が特定の状態に「投影」されることです。これは、光子の測定によって粒子が垂直または水平の偏光に崩壊するのと同じです。したがって、光子 2 と 3 は最初は絡み合っていませんが、物理学者は「射影測定」を設定して、この 2 つが 2 つの異なる絡み合った状態のどちらにあるのかを尋ねることができます。その測定は、光子を吸収して破壊すると同時に、光子をもつれさせます。研究者が光子 2 と 3 が最初のエンタングル状態になるイベントのみを選択すると、測定では光子 1 と 4 もエンタングルされます (上の図を参照)。 4 ギア チェーンを形成するギアの数:内側の 2 つのギアにかみ合い、外側の 2 つのギア間のリンクを確立します。
近年、物理学者はスキームのタイミングをいじってきました。たとえば、昨年、あるチームは、光子 1 と 4 の偏光を測定した後で射影測定を行っても、エンタングルメント スワッピングが機能することを示しました。 Physical Review Letters の印刷中の論文で報告されているように、同時に存在する必要があります。 .
そのために、彼らは最初に絡み合ったペア 1 と 2 を作成し、すぐに 1 の分極を測定します。その後、エンタングル ペア 3 と 4 を作成し、重要な射影測定を実行します。最後に、彼らは光子 4 の偏光を測定します。光子 1 と 4 は決して共存しませんが、測定結果は、それらの偏光がもつれ合っていることを示しています。アイゼンバーグは、相対性理論では、異なる速度で移動する観測者によって異なる時間の測定が行われたとしても、観測者は 2 つの光子が共存していると見なすことはないだろうと強調しています。
この実験は、絡み合いを有形の物理的特性と考えるのは厳密には論理的ではないことを示している、と Eisenberg は言う。 「2つの光子が共存する瞬間はありません。そのため、この瞬間またはその瞬間にシステムがもつれているとは言えません。」それでも、この現象は確実に存在します。ウィーン大学の物理学者であるアントン・ザイリンガーは、実験が量子力学の概念がいかに滑りやすいかを示していることに同意します。 「量子イベントが私たちの日常の空間と時間の概念の外にあることを多かれ少なかれ示しているので、それは本当に素晴らしいです。」
では、前払いは何の役に立つのでしょうか。物理学者は、エンタングルメント スワッピングなどのプロトコルを使用して、遠く離れたユーザー間に量子リンクを作成し、クラック不可能な (ただし光よりも遅い) 秘密通信を送信する量子ネットワークを作成したいと考えています。新しい結果は、そのようなネットワーク上で絡み合った光子のペアを共有する場合、ユーザーは、後ろに保持されているものを操作する前に、ラインを介して送信された光子に何が起こるかを待つ必要がないことを示唆しています、とアイゼンバーグは言います. Zeilinger 氏は、この結果が他の予想外の用途に使用される可能性があると述べています。
訂正、5 月 23 日午後 3 時 30 分: 上の画像の右側の Photon 4 は、誤って Photon 2 とラベル付けされていました。
