ワームホールを量子コンピューター内に疑似作成

ワームホールを、世界で初めて量子コンピュータ内に作成することに成功したそうだ。

 といっても、実際に時空にトンネルを開通させたわけではない。謎めいたワームホールと量子物理学のつながりを探るための擬似的なシミュレーションだが、空間と時間を混乱させることなくメッセージを送信できたという。

 その結果によるなら、「ワームホールと量子テレポーテーションは基本的に同じ現象」だと考えられるそうだ。
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ワームホールと量子テレポーテーションは同じ現象である可能性

 「ワームホール」とは、時空のある一点と別の一点をつなぐトンネルのようなものだ。だからそこを通過することで、何十億光年も離れた場所に近道できるとされている。

 そんなSF映画でお馴染みのワームホールは、重力と量子という互いに相容れない2つの自然現象を結びつける鍵だと考えられている。

 2013年、重力によって生じたワームホールが量子物理学、とりわけ「量子もつれ」(長距離離れた2つの粒子がつながったままになる現象)と関係しているのではないかとの仮説が発表された。

 さらに2017年、ハーバード大学の研究者よって、この仮説はただのワームホールではなく、「通行可能なワームホール」へと拡張される。

 それによると、時空のある一点から別の一点へと一瞬で移動できるワームホールは、量子力学でいう「量子テレポーテーション」と同じ現象であるというのだ。

 量子テレポーテーションとは、量子的にもつれた2つの粒子間で、量子状態の情報が瞬時に送られるプロセスのこと。

 要は、この現象を重力の理論で説明したものがワームホールで、量子力学で説明したものが量子テレポーテーションかもしれないということだ。
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photo by iStock

量子コンピュータでワームホールをシミュレーション

 量子テレポーテーション自体は、これまでにすでに実験的に実証されている。

 だが問題はワームホールだ。この構造は現時点ではあくまで仮説上のもので、実物はまだ見つかっていない。

 見つかっていないものが量子テレポーテーションと同じ現象であるかどうか、どう証明すればいいのか?

 そのブレークスルーになったのが、2015年のある研究だ。この研究では、量子コンピュータの回路にワームホールの特徴を組み込む方法が示されていた。

 そして2019年、この理論はさらに発展し、量子的にもつれた2つの量子をワームホール回路を挟んで設置する方法が考案された。

 これを利用して量子テレポーテーションを起こせば、ワームホールの力学的な特徴を計測できることができる。

 カリフォルニア工科大学のマリア・スピロプール氏をはじめとする研究チームは今回、Googleの量子プロセッサ「シカモア(Sycamore)」を使って、それを実際に行ってみたのである。

 その結果、一方の量子系に挿入された量子ビットの情報が、量子テレポーテーションによって別の量子系へと移動したことが観測された。

 重力の理論なら、このプロセスについて、量子情報が通行可能なワームホールを通って移動したと説明することができる。

 今回の実験で起きたことは、少なくともいくつかの点で、情報がワームホールを通過する際に起こることと同じだろうと考えられるそうだ。
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通過可能なワームホールを研究する量子実験を描いたアートワーク / image credit:inqnet/A. Mueller (Caltech)

重力で多粒子量子現象を理解する方法

 この実験結果の意義について、「重力の視点が、それ抜きでは解明が難しい多粒子量子現象を理解する簡単な方法を提供してくれること」と、カリフォルニア工科大学のジョン・プレスキル氏は第三者の立場で語っている。

 研究チームは将来的に、より複雑な量子回路に拡張して実験を行いたいと考えている。

 本格的な量子コンピュータの実現はもう少し先のことになるかもしれないが、今後も既存の量子コンピュータを用いて、同様の実験を続けていく予定であるとのことだ。

 この研究は『Nature』(2022年11月30日付)に掲載された。

References:Physicists observe wormhole dynamics using a quantum computer / written by hiroching / edited by / parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 20:24
  • ID:.fEWDxUE0 #

SF過ぎてさっぱりわからん
でもなんか凄そうなことはわかるぜ

2

2. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 20:26
  • ID:eBRuX3Sn0 #

量子力学的に壁すり抜けられるんだからワームホールもいけるんだろ
なお可能性

3

3. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 20:57
  • ID:vs6.axNG0 #

意味わからん

4

4. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 21:38
  • ID:SOCdKQoZ0 #

よくわからん…
結局、そのワームホール=量子テレポーテーション仮説の範疇の中で量子テレポーテーションが起こっただけで、ワームホールが存在するかどうかは不明ってこと?
詳しい人解説頼む

5

5. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 22:05
  • ID:CNX4xE880 #

言ってる事1割くらいしかわからなかったけど、ようは確立してる量子テレポーテーションの理論とワームホールの理論を関連づける公式が作れたら、ワームホール作って通れるって事でしょ?

6

6. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 22:14
  • ID:E2b1BnUW0 #

応用したら、そのうち、火星と地球とか、とんでもなく遠いところにいても
タイムラグなく通話できたりするようになったりしてね。

7

7. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 22:25
  • ID:cFZq6bG70 #

理論上は量子テレポーテーションが可能だということだな!(わかってない)

8

8. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 23:01
  • ID:qWlaUfci0 #

量子テレポーテーションって量子の関係から別の位置の量子の振る舞いをコントロールできるって話じゃなかったのか
実際に量子そのものがワープしてるわけではないと思うんだけど分からんね

9

9. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 23:05
  • ID:ao4NVutW0 #

量子が絡むとさっぱりなんだけど
これつまり情報がどんどん流れてくる穴がシュミレーションで再現できたとかそういうこと???

10

10. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 23:08
  • ID:l5SIoBa70 #

内容がふわふわしすぎてて怪しすぎる

11

11. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 23:22
  • ID:3csvOfER0 #

つまり、どーゆーことだってばよ???

12

12. 匿名処理班

  • 2022年12月04日 23:40
  • ID:Vu1bKvms0 #

おいおい物流革命かよ

13

13. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 02:23
  • ID:u0GrnBqn0 #

ちょっと待て!
ワームホールと量子テレポーテーションは同じものって、さらりと凄いことを言っているぞ。

ワームホールは空間の抜け道で、そこを通過することで乗り物自体のスピードは光速以下でも目的地に光速より早く移動(通信も)可能としている。
対して量子テレポーテーションは量子もつれ自体は一瞬で届くけれど、それを意味ある情報とするには古典通信に頼らなければならないから結局は光速より早い通信は不可能と説明されてきた。

で、ワームホールと量子テレポーテーション、同じものと言うのなら超光速通信や移動は可能なのか否か?という疑問も当然浮かんでくる。
超光速通信や移動について、一方は可能、もう一方は不可能と説明する。両者のこの点は対立する解釈だから両者は同じと言うなら、この超光速の解釈についてはどちらかの解釈は間違っているということになる。つまりワームホールでも超光速は不可能なのか、量子テレポーテーションでも工夫すれば超光速は可能なのかのどちらかになる?
もし前者のワームホールでも超光速は不可能なら、この宇宙では物理学的に超光速通信や移動はどんな手段を用いても不可能という結果になる?逆に後者の量子テレポーテーションでも超光速は可能となるなら、量子テレポーテーション自体は今の技術でも可能だから、いきなり大きな物体の超光速移動とまでは行かなくても近い未来には超光速通信の実現も見えてくる?

14

14. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 02:46
  • ID:pT2x.BL30 #

ワームホールと3Dプリンターの技術を発展させれば
太陽系外に人類を送り出しやすくなるね

15

15. ナパチャット

  • 2022年12月05日 05:02
  • ID:KooyNzsr0 #

宇宙の歴史は138億年
太陽(地球)の歴史は40億年
100億年近くある時間で時空を自由に扱える文明は…何故無いのか?
あるなら全宇宙が支配されてんだろ
少なくとも人間(地球人)が出来たらやるだろ

16

16. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 07:02
  • ID:Tfwh57iu0 #

ついに証明できたか、そんな気がしてたんだよ
ブラックホールとホワイトホールを繋ぐワームホールと、量子テレポーテーションと本質的に一緒だと
前者は、量子テレポーテーションを束ねてマクロな存在になった量子テレポーテーション
量子テレポーテーションが受ける制約はワームホールでも発生するために時間旅行は実質的に不可能、移動するためには量子テレポーテーション同様、解読用の鍵を移動する必要があるが、そちらが光速以下に制限される、鍵がなければ乱数(移動した物体はぐちゃぐちゃ)なまま。
こうして、量子論と相対性理論は矛盾なく両立してタイムマシンは不可能になる。

17

17. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 07:11
  • ID:Tfwh57iu0 #

※8
移動するとはそもそもどういう事なのかという事を考えれば、量子テレポーテーションでも俺たちが普通に知っている移動であっても、本質的にどちらも同じになるって事。
量子テレポーテーションは移動という現象の違和感を覚えるほどの極端な例

18

18. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 08:47
  • ID:Q7BlZ.R10 #

量子のもつれってもはやオカルトレベルだよね
うーんでも水が冷えると氷る事も考え方によってはオカルトなのかも

19

19. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 09:17
  • ID:SkWozuCr0 #

これ、疑似ワームホールとかワームホール回路って言われてるやつがどういうものか全然わからないから、なかなか想像が追いつかないんだよね。

趣旨的には量子テレポーテーションを実行したら、この疑似ワームホールとかワームホール回路っていうやつを情報が通過したのを観測したらしい。

つまり量子テレポーテーションで、もつれ関係にある量子間の情報伝達はワームホールを介して行われているようだと。となると“もつれ“が起きた時に量子はワームホールで結合される?

20

20. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 09:31
  • ID:QASmKcf.0 #

>>4
>要は、この現象を重力の理論で説明したものがワームホールで、量子力学で説明したものが量子テレポーテーションかもしれないということだ。

ここに結論がある。

21

21. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 19:21
  • ID:ROOD6r.J0 #

そのうち量子テレポート通信とかで
未来の通信を受け取るなんて事あるかもね

22

22. 匿名処理班

  • 2022年12月05日 21:42
  • ID:xHqQoPoh0 #

量子テレポーテーションの原理は今のところ不明だが
この宇宙ではなく他の次元にある光子が実体で見えてるのが虚像と言われている
ワームホールというより他の次元との関係性だね

23

23. 匿名処理班

  • 2022年12月06日 07:55
  • ID:9QUZOZhR0 #

重力と慣性重力が区別できないのと同じで、結果が同じでも別の現象
同じものとして考えるとハマる

24

24. 匿名処理班

  • 2022年12月06日 10:05
  • ID:gQz41ycT0 #

原理を理解しないでいいなら
「量子テレポーテーションはワームホールを通ってたんだよ!」って
ある意味すごくわかりやすくなった気もする

25

25. 匿名処理班

  • 2022年12月07日 18:57
  • ID:45XjFchb0 #

※24
量子テレポーテーション=ワームホール
って事だよ
量子テレポーテーションは、ミクロでは日常的に起こっている事なので、そのあたりに大量にワームホールがあるって事。

26

26. 匿名処理班

  • 2022年12月08日 06:31
  • ID:ZhXYob7O0 #

…ワケわからん。
つまり「虫の知らせ」の拡張版?

27

27. 匿名処理班

  • 2022年12月09日 14:41
  • ID:lzNN6.Cu0 #

応用していったら超高速通信とかに使えるようになるのかな
あとタイムマシンもお願いします

28

28. 匿名処理班

  • 2022年12月09日 15:43
  • ID:LR5VUR140 #

※27
むしろ、タイムマシンは実現不能というのがはっきりした感じかな
可能性が見えていたワームホールでもどうもできそうにないと

29

29. 匿名処理班

  • 2022年12月10日 20:58
  • ID:BRsvVlE70 #

ビッグバンセオリーを思い出す

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