量子テレポーテーションについての質問です。

質問

量子テレポーテーションについての質問です。

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(例)惑星alpha上の量子Aと、惑星beta上の量子Bで量子テレポーテーションを利用し、これから通信を行うことを想定します。なお、各々の量子AとBはあらかじめ量子もつれの状態にあるとします。
ここで、あらかじめ決めておいた時刻A', 時刻B'に各々の量子A, Bを測定します。すると古典通信を経ずとも、各々の量子の状態は測定によって確定し、惑星alpha, 惑星betaでそれぞれ量子A, Bを介して情報を受け取ります。
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この例では、超光速で通信ができているのではないですか？

回答No.2

noname#221368 · ベストアンサー

自分は量子テレポーテンションについて詳しくないのですが、確かにこれは#1さんの仰るように長距離相関の話だと思います。対生成された電子のスピンに話を絞ります。

　電子のスピンと言えば、シュテルン・ゲルラハ実験です（実際に行われた実験です）。シュテルン・ゲルラハ実験をまずまとめてみます。

　対生成された2個の電子の片方：電子_1を、上下磁場に直線的に入射させます。電子_1は上か下に軌道が曲がります。どっちに行くかは五分五分です（確率50％）。

　上に曲がった場合をUp_Spin，下に曲がったらDown_Spinとします。このとき電子_2を同様に電子_1の実験後（時間を決めて）上下磁場に入射させれば電子_2は、電子_1がUpなら必ずDownであり、DownならUpです。スピンは保存量ですから。

　追試としてUp_Spinの電子_1を再び上下磁場に送り込めば上へ曲がり（Downなら下）、電子_2については、電子_1が上なら下（下なら上）です。という事は、電子のスピン方向を変えるためには、上下磁場以外の磁場方向へ送り込む必要があります。

　上下磁場をくぐったUp_Spinの電子_1を、左右磁場へ送ります。電子_1は五分五分の確率で左か右へ曲がります。さっきと同じように時間を決めて電子_2を左右磁場へ送れば、電子_1がLeft_Spinなら電子_2はRight，RightならLeftです。

　以上の現象は量子力学に従えば、電子_1，2の実験場所が100万光年離れていようとそうなるはずです。

　という訳で自分も、これを超光速通信に使えないか？と当然(^^;)考えました。例えばモールス信号があります。モールス信号は「トン」と「ツー」の2値信号です。現在ほとんどの情報はコンピュータの中で、2進数形式の情報として扱われている事を思えば、大抵の情報は2値のモールス信号で送れるはずです。

　電子_1側を送信側，電子_2側を受信側とします。電子_2を上下磁場に送ったとき(上下)に曲がれば「トン」，左右磁場に送ったとき(左右)に曲がれば「ツー」としましょう。

　でもここで問題があります。シュテルン・ゲルラハ実験を思い出せば、送信側で上下，左右磁場のどちらに電子_1を送っても、受信側の電子_2の上下左右は、それぞれ50％の確率で起こるとしか言えない事です。

　送信側で電子_1を上下磁場にくぐらせたから、受信側で下に曲がったのか、それとも送信側では左右だったが、受信側で上下に送ったので下だったのか？。

　こうなると時間を決めて観測するだけでなく、どういう順番で上下，左右磁場に送るのかも必須になります。もちろん双方で約束しときゃ良い訳ですが、結局、電子のスピン方向の情報だけからは、完全な情報伝達にはなりません。

　完全な情報を得るためには、通常通信による事前情報（過去に会って約束した）か、事後情報（スマホで通信したとか）が必要になります。もちろん意味不明の「トン」「ツー」だったら「何か起こった」と判断できるし、意味のある「トン」「ツー」だったら予定通りと思う事は可能です。しかし確証はありません。

　ここまで話を拡げると自分もあやしいですが、事前情報（過去に会って約束した）とかは、現実に考古学者達がやってる事です。そういう事は相対論によって、もちろん禁止されてません。化石に残った過去の刻印から、考古学者達は過去の情報をタイムマシンのように現実に得ています。

　相対論が禁止するのは、リアルタイム超光速の現時点での完全情報です。しかしさっき考察したように、そういう事は実際問題として疑似的に出来る気はします。なので専門の理論達もちょっと困ってる気がするんですよ。

　じつは理論家たちは「超光速通信」とかけっこう好きなんです(^^;)。でも現状では一般的には認められてないので、本当に通信と言って良いかもどうかもわからないので、「長距離相関」という言葉を当てた、という気がしてます(^^;)。

お礼

なるほど…。ありがとうございます。
詳しい説明、助かります。

回答No.1

chiha2525_

それ、量子テレポ関係ないですし。

測定するまで分からないものを測定して分かったとして、それにどうやって情報を乗せられると思うのでしょう？

お礼

すみません、どこら辺が量子テレポーテーションと関係はないのかさっぱりわかりません。関係のないところを指摘さていただければと思います。一応3～4サイト見て情報の確度を上げたつもりだったのですが。ショック。
情報の伝達は、要はたとえば電子のスピン方向が分かれば情報が伝達したといってもいいと思うんですが。若しくは通信できた、といってもいいと思います。