ImPACT Program 量子人工脳を量子ネットワークでつなぐ高度知識社会基盤の実現
量子力学を学んだ研究者は皆、この世界が数少ない量子力学の基本原理を用いて記述されることを知っています。 古典的な実在というものは、その量子基盤の中からシステム－環境相互作用と超選択則を通して、例外的なものとして出現します。 私達はその古典的実在の中で生きているため、古典を普通のもの（つまらないもの）、量子を特別なもの（価値あるもの）と考えがちですが、 事実はその逆で量子は普遍的なもの、古典が特殊なものなのです。 社会に大変革をもたらした現代技術のブレークスルーは、 量子の原理が古典の世界に埋め込まれた自然界の知恵を上手にくみ取ることから、その発見が生まれました。 NMR、トランジスタ、レーザ、超伝導、ボーズアインシュタイン凝縮、量子ホール効果、などは全て背景にある量子効果を表舞台から消し去り、 巨視的現象として古典世界に発現することにより、実用性を獲得したのです。 これまでの量子情報処理の
Qビズム 量子力学の新解釈
量子力学は非常に成功した理論ではあるが，奇妙なパラドックスに満ちている。量子ベイズ主義（Qビズム）という最近発展したモデルは，量子論と確率論を結びつけることで，そうしたパラドックスを解消，あるいはより小さな問題にしようとする。Qビズムは量子的パラドックスの核心をなす「波動関数」を新たな概念でとらえ直す。一般に波動関数は粒子がある性質（例えばある特定の場所に存在すること）を示す確率を計算するために用いられるが，波動関数を実在とみなすと様々なパラドックスが生じてくる。Qビズムによれば，波動関数は，対象の量子系がある特定の性質を示すはずだとの個人的な「信念の度合い」を観測者が割り当てるために用いる数学的な道具にすぎない。この考え方では，波動関数は世界に実在するのではなく，個人の主観的な心の状態を反映しているだけだ。 翻訳は慶応義塾大学大学院／日本学術振興会特別研究員の杉尾一さん，監修は芝浦工業大
創発 - Wikipedia
この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。（このテンプレートの使い方） 出典検索?: "創発" – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL（2011年11月） シロアリの塚は自然界での創発の例である。 創発（そうはつ、英語：emergence）とは、部分の性質の単純な総和にとどまらない性質が、全体として現れることである。局所的な複数の相互作用が複雑に組織化することで、個別の要素の振る舞いからは予測できないようなシステムが構成される。 この世界の大半のモノ・生物等は多層の階層構造を含んでいるものであり、その階層構造体においては、仮に決定論的かつ機械論的な世界観を許したとしても、下層の要素とその振る舞いの記述をしただけでは、上
計算する時空 量子情報科学から見た宇宙
「コンピューターとブラックホールの違いはなんだろう？まるでジョークみたいだが，これは今日の物理学における最も深遠な問題の１つなのだ」 こんな風に記事は始まる。そしてつい最近まで，この答えは「コンピューターは結果を出力するが，ブラックホールは出力しない」というものだった。 最新の量子情報理論によれば，半導体のチップだけでなく，あらゆる物体が計算している。石ころも，人間も，水爆も，宇宙も──。物体はそれ自身を構成する基本粒子の位置と速度によって情報を記録し，粒子が相互作用するたびにその情報を書き変える。時間がたつにつれて物体が変化するというのは，その物体が自らの構造を計算するプロセスだ。物体は何でもコンピューターなのだ。 だがもしそうだとしても，ブラックホールだけは例外だと思われていた。ブラックホールに落ち込んだ物体は２度と戻ってこず，結果が出力されないからだ。車椅子の物理学者ホーキングは70
量子テレポーテーション
光の粒子（光子）がもっている情報を遠く離れた場所に瞬時に伝送できることが，実験で裏付けられた。この方法は「量子テレポーテーション」と呼ばれ，SF小説でおなじみの“瞬間移動”も単純な原子や分子なら夢ではない。この原理を超高速通信や量子コンピューターに応用する展望も開けてきた。 アインシュタインの相対性理論では，光の速度より速く情報を伝送することはできない。また「不確定性原理」と呼ぶ量子力学の法則により，粒子の状態を完全にコピーすることもできない。しかし，量子テレポーテーションは相対性理論や不確定性原理に反することなく，光子の状態に関する情報を瞬時に遠くまで伝送できる。 著者らのチームは，量子力学の基本的な性質の1つである「量子もつれ」と呼ぶ現象を巧みに使って，光子の情報を瞬時に伝送する実験に成功した。２個の光子が量子もつれになっていると，偏光（電磁波の振動の向き）が常に一致する。この光子対の
チップ上に実現したボース・アインシュタイン凝縮体
極微の世界で起こる量子力学の奇妙な現象を，より大きな世界で引き起こすことが可能になってきた。物質の波動性をはっきりと見せてくれるボース・アインシュタイン凝縮体（BEC）が代表例だ。数十万個の原子が同一の量子状態となって凝集したもので，1995年に実際に作り出された。 しかし，BECの生成は一筋縄ではいかない作業だ。古典的な原子気体が凝縮体へと相転移を起こす温度は非常に低く，通常は100万分の１K以下だ。原子を真空容器に入れて隔離し，磁場によって空中に浮遊させて冷やす必要がある。従来の実験では，強い磁場を発生する大きな電磁石を真空容器の周りに並べるのが常だった。 これに対し，マイクロチップが作り出す磁場を利用する新しい方法が登場した。コンピューターに使われているような半導体チップの表面には複雑な微細配線が縦横に走っている。これらの配線に電流が流れると，磁場が生まれる。チップから離れた場所では
量子もつれが相対論を脅かす
私たちが経験から知っているように，この宇宙で私たちが直接に影響を及ぼすことのできる物体は直接触れているものだけだ。しかし量子力学によると，「量子もつれ」という性質がもたらす遠隔作用が存在し，2つの粒子が何の媒介もなしに同期して振る舞う。この非局所効果は単に直観に反しているだけではない。アインシュタインの特殊相対性理論に深刻な問題を投げかけ，物理学の根底を揺るがす。 量子もつれとなる特性はいろいろある。例えば，それぞれの自転の向きがはっきり決まっていないにもかかわらず，反対向きに自転していることは確実な2個の粒子がありうる。量子もつれは，粒子がどこに存在するかによらず，粒子が何であるかによらず，互いにどんな力を及ぼし合っているかによらずに，2つの粒子を関連づける。原理的には，銀河の両サイドに遠く離れた電子と中性子が量子もつれになっている例も考えられる。 一方で，量子もつれは「非局所性」という
トポロジカル量子コンピューター
「エニオン」という不思議な粒子を操ると，“時空のひも”の束で量子計算を表現できる。組みひもの構造は周囲の状況が多少変化したくらいでは変わらないので，エラー発生率の低い現実的な量子コンピューターにつながる可能性がある。 量子コンピューターは古典的コンピューターをはるかに超える能力を持つと期待されているが，ちゃんと動かすにはエラー発生率を非常に低くする必要がある。現在の技術水準では，既存の量子コンピューターの設計でこうした低いエラー発生率を実現するのはとても困難だ。 そこで別のタイプとして，これまでとはまったく異なる物理系を用いて量子計算を行う「トポロジカル量子コンピューター」が提案された。トポロジカルな性質は周囲の環境が多少変化しても変わらないので，本質的にエラーを起こしにくい。 トポロジカル量子計算には，理論的に存在が仮定されているエニオンという励起状態を用いる。これは粒子のようなもので，
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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
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