【量子力学】東大、アインシュタインが提唱した「光子の非局所性」を厳密に検証

1 ：Mogtan ★＠＼(^o^)／：2015/03/25(水) 15:49:17.94 ID:???.net

掲載日：2015年3月25日
http://www.zaikei.co.jp/article/20150325/242216.html

　東京大学の古澤明教授・不破麻理亜大学院生らによる研究グループは、アインシュタインが提唱した
「ピンホールで回折した単一光子は空間的に広がるが、異なる2点で同時に観測されない『量子（光子）の非局所性』」
を世界で初めて厳密に検証することに成功した。

　アインシュタインは、「ピンホールで回折して空間的に均等に広がった光子が、スクリーン上の1点のみでしか
検出されない現実があるのは、ある1点で光子が観測された瞬間、その他の点での同時観測を妨げるような
遠隔相互作用が存在しなければいけない」と考えた。これは、「光子の非局所性」と呼ばれており、非常に多くの
物理学者が論争を繰り広げてきた。

　今回の研究では、生成した光子をピンホールで回折させる代わりに、入射する光の一部を反射して2つの光路に
分けることで光子の経路数2つに限定し、反射光と透過光の両方をホモダイン測定した。その結果、「部分反射ミラーの
片側（透過光）のホモダイン測定の観測属性（位相）を変更すると、観測属性と得られた結果（振幅の符号）に応じて
もう片側（反射光）の量子状態に変化が生じる」ことが確認できた。これは「空間的に離れた2地点の片方の
観測属性と結果に応じた影響がもう片方に及んで、それに対応する量子状態が現れた」ことを意味している。

　今後は、本研究の手法を活用して、光子の粒子性と波動性の両方を用いた新しいタイプの量子暗号や
量子コンピューターの開発に取り組んでいくことが期待されている。

　なお、この内容は3月24日に「Nature Communications」オンライン版に掲載された。

<画像>
単一光子の非局所性の概念を示す図（東京大学の発表資料より）
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015032513075190big.jpg

今回行われた光子の非局所性検証の実験概念を示す図（東京大学の発表資料より）
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015032513093020big.jpg

今回行った光子の非局所性検証実験の結果を示す図。（上）Bobがホモダイン測定を用いて推定した量子状態。
Aliceの測定によらないBobの量子状態には、位相依存性がない。これは、部分反射ミラーで光子が確率的に
反射されてBobに届いたり届かなかったりする点で、光子が粒子的に振舞うからである。これに対し、
Aliceの観測位相と結果に対応する量子状態には位相依存性が現れる。これは、光子が波として空間的に
AliceとBobの間に広がって存在し、波動的に振舞うからである。（下）EPR-steering不等式の理論値と実験値。
測定された相関（マゼンタ色）が、局所相関（青色）を上回れることが、非局所性が存在することの厳密な
根拠となる。部分反射ミラーの反射率は8%, 38%, 50%, 90%の4つの値を用い、再現性を確認するため各反射率に
対して4回検証を行った。反射率が8%, 38%, 50%のとき、すなわち測定を行っているAlice側により多くの光子が
分配されるときに非局所性が検証しやすくなる。（理化学研究所の発表資料より）
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015032513105800big.jpg

<参照>
日経プレスリリース - 東大、「量子の非局所性」を高精度かつ厳密に検証することに成功
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=383098&lindID=5

Experimental proof of nonlocal wavefunction collapse for a single particle using homodyne measurements : Nature Communications : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/ncomms/2015/150324/ncomms7665/full/ncomms7665.html

【研究者データ】古澤明(東京大学・工学（系）研究科（研究院）・教授) - 日本の研究.com
https://research-er.jp/researchers/view/145577

72 ：【重要】 人間にとって “ 意識 “ とは何だろうか______＠＼(^o^)／：2015/03/29(日) 17:26:33.15 ID:lBDO5RLD.net

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人間の自由意志やイメージ生成は、微細レベルを介して “ 人間の思考意識成立に参加する “ から可能
になると考えるが、唯物的な物質科学によって外界認識をしたら我々人間はどのような外界を見るだろうか。
人工知能が外界認識をしたら人間と同じような感覚や心像を持つだろうか。　答えは否だろう。　何故なら

人工知能は自由意志やイメージ生成を生じない。　それでは人間にとっての “ 意識 “ とはなんだろうか。
恐らく “ 意識 “ とは、認識する外界なり対象が “ 人間の思考意識成立に参加する “ ことによる、
親和的一体性であり、それによる一層身近な感覚ではないだろうか。

.　　　　　　　　　***　人間にとって “ 意識 “ とは何だろうか　***

( 疑問点1 )、意識を持つ人間と、岩石など非生物を含む全ての認識対象物の相互について、確実な絶対的独立状態が
存在しさらに、どこに至るまでも異質な固有状態であるのなら、それを生物が認知感覚器官によって知る場合の、
その知覚像は “ 絶対的な異質な差異 “ を保持し続けているのか。

( 疑問点2 )、上記したように観測に際して疑問点1 のような状況であるのなら、人間が日常での観測対象の認知と
それによって得られる認知内容が、その人間の思考上において “ 馴染む “ ことが果たして可能なのか。

疑問点1、と疑問点2、を検証するための問い。　　読者のあなたに質問です。

まずあなたの身近に有る存在物、例えばコップがあるならそのコップを充分に見て、そのコップから視点を外してから、
知覚し記憶したそのコップを想起する。　そうするとコップのイメージあるいはコップの印象心像が浮かぶと思うが、
ではその時のコップのイメージなり印象像は、あなたが意志し作り上げた内的な思考世界に “ 属して “ いるか。
それから、得られた認知内容があなたの思考において、“ 属しかつ馴染む “ ための絶対条件は何だと思うか。

以上の問いに対してごく一般的な回答として、
得られた認知内容であるコップのイメージあるいはコップの印象心像は、観測者の内的思考で作られたものであり、
かつ特別な異質感は無く “ 思考に馴染んでいる “ と言える。　またそのことは自明 ( あたりまえ ) であり、
コップのイメージあるいはコップの印象心像が、現実的印象や独立感を持つことは無い。　←　一般的回答

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73 ：【重要】人間の夢知覚はなぜ現実味を帯びるのか________＠＼(^o^)／：2015/03/29(日) 17:32:22.07 ID:lBDO5RLD.net

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>72.では人間の意識は、認識対象が微細レベルを介して “ 人間の思考意識成立に参加する “ から、
認識対象がより一層身近に感じられるとした。　次に、その認識対象を充分に見て記憶し、想起したイメージや
印象心像は、明晰ではないが自己の思考生成による所有感があるとした。　　それならば、

.　　　　　　　***　睡眠時の夢知覚は、なぜ現実味を帯びているのか　***

覚醒時の人間の意識は “ 主体意志の自然な確立によって “、夢知覚やイメージ像のような非現実と、現前の現実とが、
明らかな異質として区分されている。
そして、認識対象は微細レベルを介して “ 人間の思考意識成立に参加する “ から、一層身近に感じられるとした。

それでは睡眠時の “ 主体意志が消失している場合 “ は、この “ 人間の思考意識成立に参加する “ 外界律動は
どうなるのか。　人間の夢知覚は周期性があり、覚醒準備期でもあるレム睡眠時に起きるようだが、
睡眠時の夢知覚が “ 現実味を帯びた印象心像 “ になるのは、まさしく “ 人間の思考意識成立に参加する “

外界律動が存在することの傍証となる。　そしてその現実味を帯びた無秩序的な心像は “ 生の外界律動 “ では
ないのか。　さらに夢知覚では、
とりとめの無い夢内容を傍観するだけの意識性 ( 確立されていない主体意志 ) の存在もあるように思える。

それでは、夢知覚時に現実味を帯びさせるような “ 生の外界律動 “ は、覚醒後にはどうなるのか。　それは、人間の
“ 主体意志の確立によって “ マクロの世界が現前の現実となり、生の外界律動は擬似現実として後景へと退縮する。

さもなければ、夢内容が無秩序であるように “ 生の外界律動とは現象可能性の総体 “ であるので、
不眠による不完全覚醒の場合は思考内容に、複合した現象可能性を起因とした精神的混乱が起きる
可能性が強く、　これは統合失調症での幻聴などの幻想イメージの現実誤認、を説明できるように思われる。

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