【その他】 映画「スタートレック」の物質転送技術は実現できるか?

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【その他】 映画「スタートレック」の物質転送技術は実現できるか?
2009/7

今回は番外編として、前回の量子コンピュータの話題と関係ある「量子テレポーテーション」についてお話します。

「スタートレック」というSFで、一瞬に人を異なる場所へ転送する装置があったことをご存知の方も多いでしょう。実は、この転送が現実に可能になるかもしれないのです!!その発端は量子力学の理論が本当に正しいのかどうかを議論する中で生まれました。量子力学の根本原理は、ハイゼンベルグの「不確定性原理」に表されており、「ミクロの世界では物質の位置と速度は同時に決定されない」というものです。

つまり、例えばある電子の速度を何らかの方法で測定したとすると、どれほど測定技術が進歩してもその電子はどこにいるか測定できないのです。量子力学風に言うと、電子の速度を測定した場合、電子がどの位置に存在しているかどうかは確率でしか語ることはできないのです。

これに対して、アインシュタインは確率でしか語れないのは量子力学が不完全であるためであり、「神はサイコロ遊びはしない」という有名な言葉を残しました。一方、量子力学肯定派であるボーアは断じて異議を唱えたのです。これはアインシュタイン−ボーア論争として有名です。

この時、アインシュタインは量子力学の間違いを証明するための巧妙な実験方法(EPRパラドクス)を提示したのです。後年、このことを確かめるいくつかの実験がおこなわれた結果、アインシュタインこそ間違いであり逆に量子力学の正しさが証明されることになったのです。この一連の実験、検証で驚くべき現象を発見することとなったのです。それが「量子の絡み合い」という状態と量子テレポーテーションの現象だったのです。

その現象とは、2つの粒子はどんなに遠く離れていようとも、量子が絡み合った状態では一方の変化が一瞬の内に他方の粒子に伝わるというものです。この現象を利用して量子状態を転送することができます。量子状態をA地点からB地点へ伝えるというと単なる情報を伝えるだけのようですが、B地点で量子状態が再現されるとA地点の量子状態は消えてなくなるため、実質テレポーテーションしたことになります。さらに物質とは量子状態の複雑な組み合わせのことなので、量子状態を転送することは物質を転送することになるのです。

ちなみに、3者間量子テレポーテーションを世界で初めて完全な形で実現したのは、1998年、古澤明氏(現東大大学院教授、当時ニコンに勤務)でした。現在は量子通信や量子コンピュータの分野で盛んに研究されています。現在は原子レベルの転送でしか実現されていませんが、近い将来、物質転送装置が開発されるかもしれません。


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