ＥＰＲペアを利用した超光速通信の可能性について

質問

下記の方法で超光速通信が可能ではないでしょうか？

スピン0の粒子からEPRペア（粒子A、粒子B）を発生させ、正反対の方向に飛ばします。
1秒間に1000個程度の割合で、大量にずっと発生させ続けます。

必ず粒子Aのスピン測定を先に行い、その直後に粒子Bのスピンを測定します。

粒子Ａのスピンを単位時間(1秒とします)毎に下記の2パターンで測定します。

(1)スピンを垂直方向に測定する
(2)スピンを垂直方向に対して 20度傾けて測定する

粒子Bのスピンは、常に垂直方向に測定します。

さて、最初の単位時間(1秒間)粒子Aのスピンを(1)の方法で測定し続けたとすると、粒子Bは上向きのスピンと下向きのスピンがきっちり 50%づつ(約500個ずつ）検出されるはずです。

次の単位時間粒子Aのスピンを(2)の方法で測定し続けたとすると、粒子Bの上向きスピン、下向きスピンの比率は50%ずつにはならず、どちらかが多くなると思います(例えば上向き 800個、下向き200個など)

つまり、単位時間毎に、粒子Aの測定者が(1)(2)どちらの方法で測定したかという情報が、粒子Bの測定者に伝わる事になります。

粒子Aを(1)で測定した事実を0、(2)で測定した事実を1として、2進法を用いれば、8秒間で8ビット＝1文字の情報を、粒子Aの測定者からBの測定者に送る事が出来そうです。

理論的には測定者AとBの距離は任意に長くできますし、測定結果は瞬時に伝わります。上記の例では単位時間を1秒としましたが、粒子Bの上向きスピンと下向きスピンの比率が50:50か否かを統計的に判断できれば単位時間は 0.1秒でも 0.001秒でも構わないはずで、実用的な情報密度での通信も可能と思います。

上記が正しければ、超光速通信が成り立つのではないでしょうか？

素人考えですので、何処か間違っていると思いますが、自分では何処がおかしいのかわかりません。

識者の方のご指摘をお待ちしております。

回答No.1

sekisei · ベストアンサー

koji330さん、こんにちは。
私も同じような事を考えていました。

素人ながら考えて見ましたが、（２）について粒子Ｂの測定結果もやはりスピンの方向は半々の確率になるように思えます。

発生されるＥＰＲ粒子対は↑↓のスピン対です。
粒子Ａの観測結果は垂直方向からの角度によらず半々の確率で↑か↓かで観測されると思います。
もしそのとき粒子Ｂの観測結果が↑↓半々の確率でないと元々発生されてる粒子対が↑↓の対であったことと矛盾してしまうと思います。
（スピンは測定者の選んだ角度によらず必ず↑↓のどちらかでしか測定されないため）

ですので（１）の測定でも（２）の測定でも粒子Ｂの測定者には変化が見られないと思います。

お礼

sekiseiさん、こんにちは。
早速のご回答ありがとうございます。

同じ様なアイデアを考えられていた方がいらして、とてもうれしいです。

私ももう一度よく考えてみたのですが、仰る通りでした。

仮に(2)についての粒子Ｂの「1回１回」の測定結果が上下50:50でない（＝粒子Ａの検出器の角度に応じた偏りがある）としても、それを大量に繰り返す事で全体的な確率はやはり半々になってしまいますね。

量子暗号の様に、もう１つのペアを導入する方法で改善出来ないか考えてみます（無駄でしょうが（笑））

どうもありがとうございました。