量子もつれとは何ですか。

Question

お願いします。

chiha2525 · Accepted Answer

例え話ですので、なんとなく分かった気になる程度でよければ。

コインの裏表で先攻後攻を決めたりすることは良くあると思いますが、この裏と表というのは、片方が表なら、もう片方は必ず裏になる、という関係があります。量子力学で観測される量にも、おなじように片方が表ならもう片方は必ず裏となるような現象が存在しています。
しかし１つのコインではなく、対生成した電子-陽電子の対などで、それぞれの粒子の物理量で、裏と表のような関係が見られるということです。良く使われるのはスピンという物理量で、これは「上向き」「下向き」と表されることが多いです。具体的に言えば、対生成した電子A-陽電子Aのｚ軸方向のスピンを測定すれば、電子Ａが上向きなら必ず陽電子Ａは下向きになる、というものです。このスピンが、上向きか下向きかは測定するまで知ることができません。

さてこれを、電子Ａのスピンが上向きか下向きかが測定したら、これが陽電子Ａに伝わりスピンが上向きか下向きか決定している、と考えるより、「対生成したときに上向きか下向きか決まっているのだけど、私たちが測定するまでそれを知ることができないだけではないか？」と考える人たちもいました。有名な人だと相対性理論で有名なアインシュタイン氏とかですね。

この、電子A-陽電子Aだけの関係でも『量子もつれ』というのですが、よりはっきり量子もつれ（量子エンタングルメント）が分かるのは、２つの生成対を使った時です。
先ほどと同様に、電子A-陽電子Aの対生成した２つの粒子と、もう１つ電子B-陽電子Bの対生成した２つの粒子を用意します。このうち陽電子Aと電子Bを対消滅させます。そうすると電子Aと陽電子Bの２つの粒子が残ります。電子Aは、陽電子Aと対生成したのですが、その後２つの粒子は分かれ、陽電子Aが電子Bと対消滅したことは知らないでしょう。同じく陽電子Bも、電子Bと対生成しましたがこれが陽電子Aと対消滅したことは知りえないでしょう。このように電子Aと陽電子Bは、お互いに”関係がない”粒子のように見えます。しかし、先ほどと同じようにｚ軸方向のスピンをそれぞれ測定してみると、電子Ａが上向きならば、かならず陽電子Ｂは下向きになる、という相関を見せるのです。

これは、電子Ａのスピンが確定したら陽電子Ａのスピンが確定し、そして対消滅するにはスピンの量も反対同士が打ち消しあわなければならないため、電子Ｂのスピンも確定し、そして陽電子Ｂのスピンも確定した、という伝言ゲームのように考えることもできますが、電子Ａのスピンが確定したときにはすでに陽電子Ａと電子Ｂは対消滅して存在していないので、陽電子Ａと電子Ｂが対消滅したときに、スピンが打ち消す方法に合わさることが確定し、そのために（残った）電子Ａと陽電子Ｂにスピンの相関ができた（のではないだろうか）と考えられます。
これが「量子もつれ」あるいは量子エンタングルメントといわれる元です。

ちなみにエンタングルメントというのは、英語の結婚を表すエンゲージメントと同じような意味らしいです。「量子もつれ」というと分かりづらいですが、量子エンタングルメントというと結びつくといったイメージが持てるので、私はこちらの呼び方のほうが好きです。

atoiti · Answer

調べれば、
お子ちゃまにも分かるような解説がいくらでもありますが
大人としては
この世の中、論理的に説明不能な不気味な現実がある、と言う事と
すべてが回転していて、止まっている物など一つもないと言う事と
人間の知恵がいかに浅いか、と言う事が分かればいいのです。

tobirisu · Answer

https://nazology.net/archives/115781

今話題にですから、解説はいくらでもあります。
検索してよんでください。

量子もつれとは何ですか。

例え話ですので、なんとなく分かった気になる程度でよければ。

調べれば、

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

関連するカテゴリからQ&Aを探す

このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング