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ひでひでた
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量子論って不思議!
17時半起き。我ながらふざけた生活を送っていると思う。そんな訳でタイトルもふざけてみた。いや、本心ではあるけどね。
 相変わらず量子光学の試験勉強をしているが、先日入手した過去問を見てみるとどうも単位は取れそうな気がする。先生自身も「基本的な内容を出す」って言っていたように特に悩むような問題は出ていない。今頭に入っている範囲で合格点は取れそうなので油断しなければ特に失敗ということにはならないだろう。とはいえ授業でやったことが満遍なく出題されるのでこれから数日間はノートをたよりに勉強し続ける必要がある。意外と広い話題が登場するので広く浅くといった感じか。今後専門書を読むときに役に立ちそうだ。
 それにしても量子論って不思議だ。例えばスピン1/2の粒子を2つ用意してBell基底を構成し、系がそのうちのどれか1つの純粋状態になっているとする。この時全系の密度演算子を作って片方の粒子Bの状態についてトレースをとる(Bについて縮約する)と他方の粒子Aについての単位演算子になってしまう。これはつまり、元々純粋状態だった全系の片方の粒子だけに注目すると混合状態になってしまっているということだ。
 まあ今言ったのは分からないでもない。けれども量子テレポーテーションなんてのは不思議さの極みだ。EPRペアになっている2つの粒子A、Bに加えもう1つの粒子Vを持ってくる。で、A、VについてBell測定というある特別な測定をするとVの状態がBにテレポート出来てしまうのだ。式を見ると確かにうまいことBの状態だけ分離できてしまうことが分かる。これは原理的にはA、VとBがいくら離れていても起こりうること(のはず)だ。すごいとしか言いようが無いと思った。実際にどういう実験がなされてきたのか確認しないといけないな。
 ここら辺はSFとかの題材になりやすいし、それ故の誤解もある。例えば量子テレポーテーションは「物質を一瞬で遠隔地にテレポートさせる」という誤解。そんなことは相対論に反するので当然出来なくて、出来るのは「量子状態をテレポートする」ことだ。物質の輸送は含まれない。この時遠隔地には古典的に、つまり光速を超えない範囲の早さで情報伝達が行われるので量子テレポーテーションは有限速度で行われる。
 こういう事情を知っているとSFチックなゲームの設定が根本的に間違っている場合に興ざめしてしまうという残念な事態が起こる。超光速通信がEPR相関を利用して実現される、といった類とかね。これに限っては本当に損をしていると言わざるを得ない。
 ちなみに、量子情報の分野ではA、B、Vに対応する観測者の名前が決まっていて、それぞれAlice、Bob、Victorなのだそうだ。暗号を盗聴するのはEveで、観測者が3人いればClairも出てくる。
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ひでひでた
BEC・量子光学・光物性   0 0















 

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