量子もつれについて 学んだこと
素人が量子力学の「量子もつれ」について、記事や動画を見漁って学んだことを簡単にまとめます。
雑なのは許して。間違ってたら…許して。
不思議な「量子もつれ状態」
量子（電子とか光子とかクッソ小さいやつ）は2つペアになった時に「量子もつれ」という特殊な状態になる。
もつれ状態の量子ペアは、片方の状態が決まると、その瞬間にもう片方の状態も決まるということが分かっている。
（量子という超ミクロ世界においては、観測するまでその状態は決まっておらず観測した瞬間に状態が決まる。不思議）
例えば電子にはスピンというものがあって、上向きの状態と下向きの状態がある。
観測するまでは上向きか下向きかは決まっておらず、もつれ状態の片方の電子が観測によって上向きと判明すると、「その瞬間に」もう片方の電子は下向きと確定する。
アインシュタインの反論
これに対して、かのアインシュタインは疑問を投げかけた。
「そんなん言うたら、片方の電子を宇宙の彼方に持ってったらどうなんねん。地球で上向きって観測したら遥か彼方で下向きって確定する？おかしいやろが」（EPRパラドックス）
ところが、それがその通りになるのであった。アインシュタインが正しければ成り立つはずの「ベルの不等式」が実験によって成り立たないことが証明され、アインシュタインではなく量子力学が正しいことが明らかになった。
局所実在性
アインシュタインの主張は「局所実在論」と呼ばれる。
局所とは、「ここで起こったことが遥か彼方に影響を与えるわけがなかろうが」ということ。
実在とは、「観測するまで状態が決まってないわけなかろうが。人間に分からないだけで元から決まってるんだよ」
ということを言っている。
ベルの不等式はこの局所実在性を前提に成り立つ式なのだが、それが実験により成り立たなかった。
これはつまり、局所性もしくは実在性のいずれか（もしくは両方）が存在しないことを意味している。
アインシュタインの主張は人間の感性からすれば至極真っ当だが、実はこの世界はそんなふうに出来ていないということを、量子力学は明らかにしている。
量子もつれが示した世界
アインシュタインが疑問を投げかけた問題（EPRパラドックス）は「もつれ状態の量子の片方を遥か彼方に持っていって、片方の量子の状態を観測したら、その瞬間にもう片方の量子の状態が決まるのか？」で、その答えは（アインシュタインの意に反して）イエスである。
現代ではこれは実験でも確かめられていて、地上と人工衛星間で量子もつれを利用した量子テレポーテーションという技術の実現に成功している。
量子力学を応用した技術として、既に量子コンピュータは実用化が進んでいるが、いずれ量子もつれを利用した量子テレポーテーション技術が実用化する日も来るかもしれない。
個人的に分からない部分
ベルの不等式の破れによって局所実在性は否定されたわけだけど、局所と実在のどちらが間違っているのかは、見る資料によって説明が異なっている。
遠く離れた量子の状態が決定されるのは非局所的な現象だ、と言われるとその通りにも思えるけど、一方で局所性の否定は因果律の否定であり物理の根本が崩壊することになるので破れているのは局所性ではなく実在性だという説明も見受けられる。どうも正しいのは後者…のような気がするけどよく分からない。
EPRパラドックスにおいて情報が光速を超えて伝わってるように見えることの解の説明も知りたくて、これも局所実在性が関係していると思うんだけど、なかなか見つからない。
そして、それらを調べようと思って検索しているとスピリチュアルな記事や動画がわらわら出てくる…
ネットじゃなくて本でも読むべきなのかなーと思うけど、そこまでのカロリーは使いたくないのよねぇ
参考資料
①たてはまさん
https://youtu.be/tjBBnzYtIq8?si=oYcPGrzuKvcDt0pR
②のもと物理愛さん
https://youtu.be/sLY7KTalpis?si=cTuPZ_lzkER-aE88
③京都産業大学
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