高低差速報

意識高い系から意識低い系まで幅広く面白い話題をまとめてます!

    量子


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    http://www3.nhk.or.jp/news/html/20170103/k10010828021000.html


    現代のスーパーコンピューターでは何千年もかかると言われる極めて複雑な計算を、わずか数時間で解くという、夢の超高速コンピューター「量子コンピューター」の実現に向けて、東京大学のグループが世界的に注目されている「量子テレポーテーション」と呼ばれる現象をめぐり、重要な成果を得たことがわかりました。超高速コンピューターの実現に欠かせない、情報の瞬間移動を無制限に繰り返せるようにする新たな技術の開発の成功で、グループではことしから大規模な計算を精度高く行うための研究を本格化させることにしています。


    グループでは実験に成功した新たな技術を使って、ことしから大規模な計算を精度高く行うための研究を本格化させることにしています。

    古澤教授は「将来の量子コンピューターの基盤となる技術に、めどをつけることができたと言えるくらいの大きなブレークスルーだと手応えを感じている。まだまだ乗り越える壁は多いが、20年後には実用化できるよう、さらに研究を推し進めていきたい」と話しています。




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    電子や光子などの極めて小さい素粒子は、その振る舞いが量子力学で記述される。
    そして、量子力学によれば、これらの素粒子は、普段は確率として、ぼんやりとした霧の塊ように存在しており、観測を行なうまではその厳密な位置や速度などの状態を確定できない。
    つまり、見ていない(観測をしていない)素粒子は、見るまでは存在していないとも表現できる。

     この非実在性(見るまでは存在しない)は、素粒子のような微視的世界では厳密な実験で実証されているが、人間スケールの巨視的世界では、例えば月の非実在性(誰も見ていない間は月は存在していない)というのは、
    通常の常識的にはあり得ないと考えられる。
    だが、本当に巨視的世界にも物理学的見地から量子力学的非実在性が当てはまらないのかどうかは、これまで未解決だった。

     具体的には、ある物理系で実在性の破れを確認するためには実在性が満たすレゲット・ガーグ不等式と呼ばれる条件がその物理系で破れることを示す必要がある。
    この不等式は実在性が成り立てば必ず満たされるが、量子力学のように実在性が成り立たない系では満たされない場合がある。
    しかし、実験で直接レゲット・ガーグ不等式の破れを示すためには、量子性が保たれる時間内に3回の高精度な測定が必要などの厳しい条件があり実証が困難だった。

     そういった中、日本電信電話株式会社と米国イリノイ大学は、アルミニウム超伝導回路から成る超伝導磁束量子ビットにおいて実在性の破れの検証実験を行ない、
    実験誤差標準偏差の84倍の精度で超伝導磁束量子ビットの電流状態の非実在性を実証した。





    測定方法
     実験は、超伝導磁束量子ビットを10mKの極低温に冷却して行なった。この温度領域では熱による状態励起が無いため、量子ビットを最低エネルギー状態(基底状態:-1)に用意できる。
    -1状態に用意した超伝導磁束量子ビットに2回の状態操作を行なった後に量子状態を読み出し、2回の状態操作の間に観測を行なう場合と行なわない場合で結果を比較した。

     1回目の状態操作によって-1と+1の重ね合わせ状態を生成。実在性が成り立っているのであれば観測前に既に状態が決まっているので、
    観測の有無によらず読み出しの結果は変わらないことが期待されるが、量子重ね合わせによって実在性が破れている場合には、観測によって状態が+1または-1に定まる。
    この重ね合わせ状態が実現し非実在性が現れるとき観測の有無による差は最も大きくなることが期待される。
    次に、観測が状態を乱さないことを確認するための実験を行なう(コントロール実験)。1回目の状態操作によって-1または+1状態を用意し、観測の有無で差を測る。
    この差が十分小さいことにより状態が観測によって変わらないことが分かる。
    実験の結果、メイン実験での差がコントロール実験での差を大きく超えており、電流状態という巨視的な量での実在性の破れを実証した。

     超伝導磁束量子ビットには毎秒10の12乗個の電子の流れに相当する電流が流れているが、今後は観測による状態の乱れを更に抑えた測定を行なうほか、
    超伝導磁束量子ビットの電流を大きくしたり、集団の超伝導磁束量子ビットを用いることでさらに巨視的なスケールでの実在性の破れの検証を目指す。

    この世のモノは見るまで存在しない“非実在性”は巨視的世界にも当てはまる ~NTTらが実証 - PC Watch 2016年11月7日 13:14
    http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1028407.html

    ニュースリリース
    http://www.ntt.co.jp/news2016/1611/161104a.html
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    離れている場所に瞬時に情報を転送できる「量子テレポーテーション」を使って、光の粒が持つ情報を6キロ以上離れた場所に瞬時に転送させることに成功したと、カナダと中国の研究チームが19日付の科学誌電子版に同時に発表した。

     室内での成功例はあるが、環境が変化しやすい室外での転送は難しいとされてきた。両チームは「通信が格段に速くて安全な新たなインターネットを、地球規模で実現させることにつながる成果だ」としている。

     量子テレポーテーションは、超微小な光の粒「光子」のペアに互いに影響を及ぼすような関係を持たせ、片方に情報を与えると、もう片方にも瞬時に情報が伝わる現象。

    http://this.kiji.is/150617715006424568





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    参照記事 : http://2ch.sc/



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    世界的な量子物理学者ツァイリンガー教授(オーストリア週刊誌「プロフィール」でのインタビューから)



     量子テレポーテーションの実現で世界的に著名なウィーン大学の量子物理学教授、アントン・ツァイリンガー氏(Anton Zeilinger)は、「量子物理学が神と直面する時点に到着することはあり得ない。神は実証するという意味で自然科学的に発見されることはない。もし自然科学的な方法で神が発見されたとすれば、宗教と信仰の終わりを意味する」という。同教授がウィーンの教会新聞日曜日版とのインタビューの中で答えたもので、バチカン放送独語電子版が18日報じた。

     人々は分からないことにぶつかればその説明を求める。人々は余りにも多く神について語り、その定義を提示してきた。神は全知であり、全能だ、といった具合にだ。ツァイリンガー氏は、「自分は神秘主義者かもしれない。人は神を感じることができるが、神について多くのことを語ることはできない」という。

     「神」とはいかなる存在か、宇宙の森羅万象を創造した神は存在するのか、等々、昔から人間は考えてきた。新約聖書の「ヨハネの黙示録」1章には神自身が答えている。「私はアルパであり、オメガだ」という。アルパは最初であるから、宇宙の創造者を意味し、オメガは終わりを意味するから、その完成者という意味かもしれない。同時に、「黙示録」の別の個所には「私は初めであり、終わりである」という表現もある。それ以上、何の説明もないのだ。

     人間が時間や空間の概念から神に問いかけたとしても所詮無理があるのだろう。量子情報のパイオニアのツァイリンガー教授は、「量子物理学がさらに発展したとしても神に遭遇することはない」と断言し、神について「多くを語ること」に警告を発している。神は人間の言語体系と認識メカニズムでは掌握できないというわけだ。

     少し古いが、オーストリアの週刊誌「プロフィール」(2012年8月9日号)は神について、教授に聞いている。同誌の会見記事の見出しは「愛する神をわれわれは発見できない」だった。

     プロフィル誌記者はツァイリンガー教授に、「神は自然科学的に理解できないのか」と聞くと、教授は、「神は証明できない。説明できないものは多く存在する。例えば、自然法則だ。重力はなぜ存在するのか。誰も知らない。存在するだけだ」と説明。そして無神論者については、「無神論者は神はいないと主張するが、実証できないでいる」と述べている。

     それでは、宇宙すべては偶然に誕生したものだろうか。ツァイリンガー教授は、「偶然でこのような宇宙が生まれるだろうかと問わざるを得ない。物理定数のプランク定数(Planck Constant)がより小さかったり、より大きかったならば、原子は存在しない。その結果、人間も存在しないことになる」と指摘している。宇宙全てが精密なバランスの上で存在しているというわけだ。

     profil: Das konnte doch genauso gut Zufall sein.

    Zeilinger: Aber da frage ich: Warum ist die Welt so, dass der Zufall so etwas produzieren kann. Wenn etwa das Plancksche Wirkungsquantum viel kleiner oder groser ware, dann gabe es nicht annahernd die Moglichkeit, dass es Atome gibt. Und damit uns.

    (ウィーン在住)

    http://vpoint.jp/column/confidential/71027.html
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    参照記事 : http://2ch.sc/



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    ビッグバンの前にはもうひとつの「古い宇宙」があった:研究結果

    宇宙はビッグバンから始まった…という通説は間違っていたのかもしれない。
    現在の宇宙は、収縮状態にあった「古い宇宙」が膨張し始めたことで生まれたということを、量子力学を用いて示す研究が発表された。

    宇宙は常に膨張状態にあり、それは「ビッグバン」
    ──無限大の密度をもつ高温の1点からの爆発によって始まった、と一般的に考えられている。

    しかし、初期の宇宙に関する研究によって、宇宙はまったく新しいものから始まったのではなく、
    古い壊れかけの宇宙から形成されたのかもしれないということが示された。

    物理学者たちは、このアイデアについて長い間議論してきた。ビッグバン理論では、われわれが理解している
    物理法則に反する状態から宇宙が始まったことになるからだ。その代わりに、宇宙には「収縮」と「膨張」の
    2つの時期があり、それがビッグバンのタイミングで切り替わったのだと考える科学者もいる。

    このいわゆる「ビッグバウンス」理論は、1922年に発表されたものである。しかし、宇宙がどのようにして
    収縮状態から膨張状態に移行したのか(あるいは逆に膨張から収縮に移行するのか)を物理学者たちは
    説明できずに議論は保留されていた。いままでずっと。

    宇宙を助けたクオンタム

    インペリアル・カレッジ・ロンドンのステフェン・ギーレン博士とカナダのペリメーター理論物理学研究所の
    所長であるニール・トゥロク博士は、どのようにビッグバウンスが起こりうるかを発表した。

    研究によれば初期の宇宙は、宇宙全体の構造から原子レヴェルにまで同じように物理法則が働いて、
    すべてのスケールにおいて同じ挙動を示していたという。この考えは「コンフォーマルシンメトリー」として知られている。

    現代の宇宙では、原子より小さい粒子は大きい物質とは異なる挙動を示すので、このシンメトリーは崩れている。
    素粒子は、いわゆる量子力学の支配下にあるからだ。

    しかし初期の宇宙では、すべてのものが信じられないほど小さかったので、わたしたちが現在目にする
    大きなスケールでの物理学ではなく、量子力学の原理だけが適用されていたという。
    http://wired.jp/2016/07/29/big-bounce-universe/







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    参照記事 : http://2ch.sc/



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    1:
    この宇宙がホンモノなのか、それともコンピューターの産物なのかというのは「シミュレーション仮説」と呼ばれて学者たちの興味の対象となっていて、天体物理学者のニール・ドグラース・タイソン氏がモデレーターを務める「アイザック・アシモフ記念討論会」でも議論が行われました。

    「宇宙が実はシミュレーションである」という考え方は、映画「マトリックス」のような話ですが、2003年にオックスフォード大学教授で哲学者のニック・ボストロム氏が提唱したもの。

    宇宙全体をシミュレート可能なほど高度に発展した文明があるなら、そのシミュレーションを実行する可能性は高く、地球や、地球に住む人々がシミュレーションの中の住民である可能性もまた高い、というのがボストロム氏の主張で、タイソン氏も、その可能性はフィフティ・フィフティであり得ると考えています。

    このボストロム氏のシミュレーション仮説はあくまで「仮説」ですが、宇宙に関することを知れば知るほど数学的な法則に基づいているように見えるのもまた事実。討論会に参加したマックス・テグマーク氏は、マサチューセッツ工科大学で宇宙論を専門としている物理学者で、数学的に存在する全ての構造は物理的にもまた存在する」という数学的宇宙仮説の提唱者でもあり、「もし我々がゲームキャラクターなら、世界のルールはコンピューターのコードが反映されたかのように完全なまでに精密であり、数学的であることを理解できるはずです」と語りました。

    すべての学者がシミュレーション仮説を受け入れているわけではなく、同席したハーバード大学の理論物理学者リサ・ランドール氏は「はっきりとした蓋然性(見込み)に基づいていません。そもそも、なぜその高度な存在が我々をシミュレートしたいと考えるのかが分かりません」と語っていて、シミュレーション仮説があり得る可能性を「事実上、ゼロです」とばっさり切り捨てました。

    しかし実際のところは、我々が実在する世界にいるという証拠は何もないものの、シミュレーションではないかと思わせる証拠はいくつもある、とニューヨーク大学で哲学専攻のデイビッド・シャルマース教授。メリーランド大学の理論物理学者ジェームス・ゲイツ氏も、物理学者である自分を納得させるだけの証拠がそろっていると語っています。

    もしシミュレーション仮説が有効なのであれば、我々は永遠の命と復活、宗教の領域で語られる部分の扉を開くことになる、と示唆したのはゲイツ氏。これは、もし我々がコンピューターの中のプログラムなのであれば、コンピューター自体が壊れない限り、プログラムを再度実行することができるという考えから来ています。

    シミュレーションだとして、実行しているのは誰なのかという部分については「特に幽霊などではなく、別の宇宙の若いハッカーでしょう」と語ったのはシャルマース氏。人間は、「スーパーマリオブラザーズ」でマリオがどれぐらいジャンプできるのかを操作できても、「私がマリオ世界の神だ」とは思わないのと同様、その何者かも自分が神だとは思っていないだろうという考えです。

    しかし「シミュレーションなのであれば、すべてのプログラムを破壊してしまうバグが存在するのでは?」という疑問を抱いたタイソンさん。果たして、我々の世界は「ホンモノ」なのか、シミュレーションなのか、はっきりさせて欲しいような、分からないままの方がよいような……。

    http://gigazine.net/news/20160413-live-in-computer-simulation/



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    参照記事 : http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1460610161/



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