みなさん、ご機嫌いかがお過ごしでしょうか
こんにちは！ サヘランです
昨年のノーベル物理学賞は、受賞の米国のジョン・クラウザー博士、アラン・アスペ仏理工科学校教授、ウィーン大のアントン・ツァイリンガー名誉教授は”量子もつれ（エンタングルメント）”の存在を実験で示し、その奇妙な性質を情報技術に応用する道も開きました。
数々の応用が、今後なされて行くであろう”量子もつれ（エンタングルメント）”の現象ですが
”量子力学の多世界解釈”との密接な関係があることが知られています。
ということは、”量子もつれの応用は多世界解釈の応用”といっても過言ではないとみる向きもあります！このような状況から、あぶりだされる”背景宇宙”のもつ価値の側面についてみていきましょう。
それではみなさん、しばしのお付き合いのほど
量子もつれと多世界解釈の密接な関係の意味するもの
量子もつれと多世界解釈は、量子力学における2つの重要な概念であり、密接に関係しています。
量子もつれは、2つ以上の量子系が互いに強く関連している状態を指します。例えば、2つの粒子がもつれている場合、1つの粒子を測定することで、もう1つの粒子の状態が瞬時に決定されることがあります。このようなもつれ状態は、古典力学的な世界では想像することができない特別な性質を持っています。
一方、多世界解釈は、量子力学の世界観を解釈する1つのアイデアであり、物理的な系の状態が複数の「世界」に分かれて存在するというものです。これは、測定の瞬間に起こる「崩壊」と呼ばれる現象を、複数の世界が同時に存在することで説明しようとするものです。
この2つの概念は、密接に関係していると言われています。多世界解釈においては、量子系のもつれ状態は、複数の世界の間で分かれて存在することになります。つまり、もつれ状態がある場合、複数の世界の間で相関が存在しているということになります。このように、量子もつれは多世界解釈において重要な役割を果たしています。
このように、複数あると考えられる”平行多世界の相関”の元となる物理現象が”量子もつれ”と捉えられることがお分かりでしょうか！
量子コンピューターが高速である理由の一つは、多世界解釈によるもの
量子コンピューターは、量子もつれや重ね合わせの性質を活用して計算を行います。これにより、複数の可能性を同時に計算することができ、計算速度が従来のコンピューターよりも高速になります。
この量子もつれや重ね合わせの性質は、多世界解釈によって説明されます。多世界解釈では、量子系が状態ベクトルとして複数の状態を持ち、それぞれの状態が異なる宇宙（世界）に存在すると考えられます。つまり、量子コンピューターは複数の可能性を同時に計算できるのは、複数の異なる宇宙で計算を行っているからだと解釈することができます。
多世界解釈によって説明される量子コンピューターの高速性は、従来のクラシカルなコンピューターではシミュレーションが困難であるような問題に対しても、効率的に解を導き出すことができる可能性があります。
複数の異なる宇宙で計算を行っていくには、それらの異なる宇宙を相互に紐づける必要がありますが
その役割を”量子もつれ（エンタングルメント）”の現象が担っているのです！
量子もつれの理論の応用から想像される、多世界解釈の応用例
量子もつれと多世界解釈は密接に関係していますが、多世界解釈の具体的な応用例については、現時点ではまだ限定的です。多世界解釈自体が量子力学の理論的なアプローチであり、その応用は主に量子情報科学や量子コンピューターなどの分野にあります。以下にいくつかの例を挙げます。
- 量子暗号通信：多世界解釈の考え方を応用することで、量子暗号通信における安全性をより高めることができる可能性があります。
- 量子イメージング：多世界解釈を用いた量子イメージング技術は、高解像度画像の取得に役立つ可能性があります。
- 量子マシンラーニング：多世界解釈を用いた量子マシンラーニングは、データの解析における効率的なアルゴリズムの開発に役立つ可能性があります。
- 宇宙論：多世界解釈は、宇宙の大規模構造や宇宙の進化に関する研究にも応用される可能性があります。
これらはいずれも、多世界解釈が応用される可能性がある分野の一部に過ぎません。今後も、新しい分野や技術が登場することにより、多世界解釈の応用範囲が拡大する可能性があります。
記事を書いている僕自身でも、多世界解釈が応用された近未来の生活は想像もできませんが
なにやら、SFチックな未来であることは想像に難くありません!!
量子もつれと多世界解釈の密接な関係から”背景宇宙”がもたらすこと
いかがでしたでしょうか、
多世界解釈は、もともと量子力学の観測の理論から出てきており
1957年にヒューゴ・エヴェレットによって提唱されました。エヴェレットは、量子系が複数の状態を同時に持ち、それぞれの状態が異なる宇宙（世界）に存在するという考え方を提唱しました。この考え方は、量子力学の解釈の一つとして広く議論されており、実用化しつつある量子コンピューターの理論的背景の一つとしても注目されています。
量子もつれの発見については、いくつかの起源がありますが
最もよく知られているのはアインシュタイン、ポドルスキー、ローゼン（EPR）の議論に遡ることができます。1935年にEPRは、量子力学が非局所的な相関を含む不完全な理論であると主張し、この主張は後に「EPRパラドックス」として知られました。
ミクロな高速で作動する量子コンピューターのプロセッサーの基本原理が、“量子もつれと多世界解釈の密接な関係”から出来ていること
宇宙の大規模構造や宇宙の進化に関する研究にも、“量子もつれと多世界解釈の密接な関係”が応用されること
今回の記事で、ミクロ世界から大宇宙にまで、”広く万遍なく密接な関係で満たされている”という驚愕に値する”背景宇宙”のもつ価値について、気づいていただけましたなら幸いです。
みなさん、最後までご覧いただきありがとうございます
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