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【量子力学】ミクロとマクロが合致 - 量子もつれの分布は熱力学で決まると判明　東京大学［04/25］


1 ：2018/04/30 〜 最終レス ：2018/06/12
東京大学(東大)は4月24日、量子力学的に状態が特定された状態(量子純粋状態)が平衡状態として落ち着いているとき、
量子もつれの分布が、熱力学によって完全に決定されることを明らかにしたと発表した。
同成果は今後、冷却原子形やイオントラップ系における量子情報量の測定実験の解析に役立つことが期待されるという。

同成果は、東大物性研究所、東大国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の研究グループによるもの。
詳細は、「Nature Communications」オンライン版に掲載された。

量子力学と熱力学との理論的な対応関係は、20世紀初頭から研究されてきた。
特に近年においては、熱源と完全に切り離された量子純粋状態を用いた熱力学の構築は、
理論的な興味はもちろんのこと、冷却原子を使った実験との対応からも、重要な課題となっている。

このような、ミクロな世界(量子力学)とマクロな世界(熱力学)の対応の研究に重要になるのが、量子もつれだ。
量子もつれとは、空間的に離れた2つの量子状態が互いに影響し合う現象のこと。

量子純粋状態が平衡状態へと落ち着く過程をコップの水で例えると、
水分子同士の衝突により量子もつれが次々と作られ、この量子もつれによって状態は平衡状態へと変化していく、
というように表現できる。しかし、平衡状態の中では大量の量子もつれが複雑に絡み合っているため、
一体どの程度の量の量子もつれが生じているのかを判断することは出来なかった。

そうした状況を受けて研究グループは、
熱平衡状態を表すような量子純粋状態における量子もつれの空間分布を研究。
量子純粋状態にある系を空間的に2つに分けた時に、
その領域間に存在する量子もつれの量がどのような性質を持つかを調査した。

研究グループはまず、熱力学系との厳密な対応が確立されている量子純粋状態に基づき、
量子もつれの量の空間分布を表す一般的な関数を導出。
また同じ関数が、孤立量子系の非平衡定常状態や
量子系のエネルギー固有状態といったさまざまな量子純粋状態の量子もつれの空間分布に対して共通してよく当てはまることを確認した。

これによって、熱力学系と対応した量子純粋状態における量子もつれの量が、
系の詳細によらない普遍的な性質を持つことが示された。

同成果に関して研究グループは、「量子純粋状態からの熱力学の構築にとって必要不可欠な、
孤立系における量子もつれの理解を深めるもの」、
「今回見出された普遍的性質を用いることで、
冷却原子系やイオントラップ系といった外界から孤立した量子系の実験データから、
その量子系の量子もつれを高精度に解析することが可能になることが期待される」などと説明している。

関連リンク
「Nature Communications」オンライン版
https://www.nature.com/ncomms/

図：量子もつれの空間分布のグラフ。物質をAとBの２つに分けた時に、
AとBの間にどのくらいの量子もつれが生じているかを縦軸に、物質A の長さを横軸にプロットしてある
https://news.mynavi.jp/article/20180425-621463/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180425-621463/

2 ：
で
なんの役にたつん？

3 ：
量子もつれは光速限界とは無関係な通信を可能にするのか？
一般的な常識というか感覚が通用しないクオンタムワールド。

やはり神様はサイコロを振ってるんだな。

4 ：
>東京大学(東大)は

バカの灯台に失礼だろｗｗｗ

5 ：
>>2
　↑
うっわああああ
これが実質学歴中卒（しかも成績は最悪）の実力か
凄まじいな…

6 ：
なるほど！ワカらん

7 ：
相関が実際にあったかどうかは後からせいぜい光速止まりの別の通信手段で確認しないと結局確認は取れない

8 ：
え？なんだって？

9 ：
>>3
自分の知っているちっぽけな世界が全てでは無いだけのこと

10 ：
（ﾟ∀。）ﾅﾙﾍｿ

11 ：
量子のもつれはビッグバンの時に分かれたもう一つの次元の反対に飛びだした物質
可視でありながら完全に真逆の振る舞いなので、光など関係なく
平行しているもう一つの世界

12 ：
熱力学は相対論以前に成立したいわば古典的物理学だが、
熱力学と言う古い分野と量子力学と言う新しい分野とが量子もつれと言う現代物理の最先端の問題において、
奇しくも一致点を見せたという事がこの件の特筆すべきところであろう。

13 ：
量子のもつれとは

豊かな世界だな

14 ：
>>2
で
お前は何の役に立ってるわけ？
ｗ

15 ：
ミクロの状態をマクロな数式で記述できたわけだな。
こういう作業が必要なんだよね。
まあいわば見えないものの見える化だね。

16 ：
ポアンカレ予想を解いたペレルマンも、熱力学を応用して解いた的な事を
テレビで解説していたような

17 ：
シュレディンガーの猫で説明してくれ

18 ：
熱って原子の運動の量。
物理法則ってのは情報やエネルギーの運動法則。
時間って物理法則の経過量。

であるなら、絶対零度って何も物理的な変化が起きないから時間が止まってると言ってよいの？

19 ：
三角関係とか　不倫とかの

　　もつれを　解決するのに役立つだろ

20 ：
そもそも、量子のもつれとやらは何で生じるの？

21 ：
ミクロマンとマクロス、夢のコラボ実現か

22 ：
＞量子純粋状態が平衡状態へと落ち着く過程をコップの水で例えると、
＞水分子同士の衝突により量子もつれが次々と作られ、この量子もつれによって状態は平衡状態へと変化していく、

破綻している説明やな
結合する主な理由は、分子の結合が不安定だから結合するんだよ
完成した分子なら、水と油だよ
基礎が分らないと自己中な解釈で誤魔化す

23 ：
研究者の給料って安いだろ
もう少し自分を高く売ることにも関心を持てよ
後進がなくなるぞ

24 ：
これって前にニュースになった量子力学に熱力学第二法則を導入した奴の進化系？
この調子でミクロ世界では時間が逆流するって言ってる奴らコテンパンに論破して欲しいわ。
時間はミクロだろうがマクロだろうが逆流しない。

25 ：
量子力学の基礎論の最近の発展は著しい
日本のグループの寄与も大きい
東大の沙川氏にはノーベル賞を受賞してもらいたいものだ

26 ：
>>24
論破も何も観測されてないからその辺の噂話と変わらん

27 ：
マテマテ！
やはり神はサイコロを降らない
ってコトかよ

28 ：
全然わからんが面白そう

29 ：
>>27
逆だ。

30 ：
>>2
どこでもドアっつーか人にも使えるワープの基礎理論になる

31 ：
>>12
え？
プランク放射で一致してんと違うん

32 ：
>>2
SMの緊縛！
逮捕捕縛術^ ^
縄師になれそう？

33 ：
>>16
外科的アプリケーションを使う。

34 ：
>>17
猫は観測者と入れ替わり、
観測者が死ぬのだよ！
猫は餌、マッシグラー！

35 ：
知ってた

36 ：
この前ドヤ顔で量子もつれは一種のワームホールなのだと言ったけどすでに言い古されてた考えだった

37 ：
>>12
統計力学って例えばニュートン力学なんかよりも堅牢というか強靭というか、
なんでか崩れない。フェルミディラック統計とボースアインシュタイン統計を
導入したが、それ以外は全然綻びがない。驚異的

38 ：
わからん！

でもなんとなくロマンを感じる

39 ：
宇宙の始まりは韓国である事が証明された

40 ：
知ってた。

41 ：
おい、Nat Comm かよ！
Nature本誌のeditorが物理学は判らない、ってのは本当だったんだな。

42 ：
詳しいことは分からんが、
業績少ない人向けに無理やり論文テーマした感じで
ここから発展しない印象

43 ：
見せてもらおうか、量子もつれ砲の威力とやらを

44 ：
>>1
コップの水の例えさえ難しくてわからん

45 ：
熱い水だと100個の量子もつれ量
冷たい水だと10個の量子もつれ量
これが普遍的だと分かったわけだな

46 ：
量子のもつれ状態が消えると痴情のもつれも解決しそうな気がする。

47 ：
>>30
それかなり凄いことじゃん
天才の考えることは凡人には分からん

48 ：
そういう事だろうと思ったわ

49 ：
　そもそも、

＞この量子もつれによって状態は平衡状態へと変化していく、

　この理屈がわからん。

50 ：
>>49
確かに。。。
もつれるのに平衡とはこれいかに
男女のもつれで下半身が鉄腕ダッシュしてしまうなら意味わかるか゛

51 ：
なんだか分からんゴチャゴチャしたものが別の
方法で整理したらキッチリ収まったって感じか
こりゃ気持ちのいい研究成果だ

52 ：
>>1
これはあれか
分子原子も星々も丸から影響し合うという岡野玲子理論の実証か

53 ：
ファイアーの儀式は嘘じゃなかった

54 ：
痴情のもつれなら大ニュースになるとこだが

55 ：
難しく書かないで、小学生にも理解できるように頼むわ。

56 ：
特許申請　瞬間冷蔵庫

57 ：
http://img.2ch.sc/ico/nida.gif
量子系にもEEがあるからね

58 ：
微分と積分が合致、当たり前じゃないのか。
微視的な世界と宇宙的巨視的世界とが
矛盾したら神の創造した此の世は生物が
住めない。

秩序とは負のエントロピーを大きくすること。
無秩序・混沌とは正のエントロピー増大。

59 ：
>>58
ネゲントロピーという考え？最近は流行ってないよ

60 ：
何時ぞやの、量子力学から熱力学を導出するって論文の発展研究かな？

61 ：
超弦理論が良い例だが、現代物理学はマシン語を逆アセンブル解析しているようなもので、
システムの全体像を把握する方向には向かっていない。そこに大きな落とし穴がある。

62 ：
ヨガテレポートはヨガファイアを応用したものってことか

63 ：
女性関係のもつれに対処できない‼(T^T)

64 ：
>>2
馬鹿が言う典型的自己紹介セリフだと認識した方が良いよ
何故か？はイチイチ虫頭に説明はしない・・・徒労だから

65 ：
ああ。あれな。知ってた。

66 ：
ウォーズマン「これがあの理論へと」

67 ：
>>61
我々もその機械語で動いているわけで、システムの全体を把握することなんて無理なんじゃね？
x86で動くプログラム自身が、CPUの物理的動作原理を解析できないようなもので。

68 ：
地球の肥溜めは朝鮮半島っていうこと。

69 ：
なるほど、要するに量子もつれも何らかのエネルギーが介在しとるゆうことやな。
俺の睨んでた通りやわ。

70 ：
>>1
えっと、まぁ…
明日遅刻する予定の言い訳として
「量子もつれが原因で〜」というのが使えるという事でいいな？

71 ：
よくわかんないからドラゴンボールで例えて

72 ：
ってことはミクロな世界でも時間を逆行しようとするとマクスウェルの悪魔が必要になるんかね
またタイムマシンが遠のくな

73 ：
>>18
時間が流れてるのに変化がないから止まってると言えるんだろ？

74 ：
絶対零度の中に放電したら普通に放電すると思うので
時間が止まってるとは言えないな
引力も効いてるし

75 ：
出会い系チャットで知り合った核子と会ってみたら、それは人妻R相手の陽子だった。
↓
もつれない

隣家の嫁・陽子と寝てる現場を妻の光子に押さえられた
↓
熱力学とともにもつれる

76 ：
熱力学すげー

77 ：
真空管「俺の出番か！」

78 ：
量子もつれも主流か
事前に確率分布を知ることが出来れば、超光速通信できるな
過去に情報を送れるかどうか

79 ：
絶対零度って、温度あるんだろ？
ブラックホールの底だって原子動けないハズなのに放熱してるし
超弦理論の弦が動いてるっていうのが今の理論的に現象を表すものになってるじゃん
絶対零度だって同じじゃないの？

80 ：
人間関係のもつれの方がもっと複雑だわ

81 ：
どうして京大や東大とかエリート大学は
難解な問題ばかり関わるのは何故じゃ。

82 ：
熱は観測しなくても感じちゃう　だめーん　なるほどな

83 ：
量子もつれ、およびそのエントロピーの理解が
次世代物理の展開の鍵を握るようだ

量子重力、量子コンピューティング、量子通信
、それから低温凝縮系物理

そのうち、時空や宇宙の成り立ちにも登場して
くる

これぞ21世紀の物理っぽい

84 ：
>>7
量子もつれの影響ノイズに法則を見いだせたら通信に使えるって聞いたことあるけど、ないんかなあ。

1億回もやれば違いでないかね
実験結果を公開してくれたら、みんなで探せそうだけど

85 ：
>>84
量子量を一個だけ動くような環境にしたら、良いわけだろ？

86 ：
このニュース定期的に湧くね

87 ：
>>71
スーパーサイア人になる方法が謎だったが、怒りの熱エネルギー法則と一致した…。

88 ：
所詮この世は熱いか冷たいかで決まる
なんでもそう

89 ：
MBSラジオで金曜日、コンちゃんに山本量子さんが出てるから聴いてあげてな

90 ：
>>1
>詳細は、「Nature Communications」オンライン版に掲載された。



解散

91 ：
>>13
競馬の話かｗ

92 ：
>>13
すげー！評価するよ！俺大ファンでCD持ってたよ！

93 ：
>>90
俺は九十年代に研究室にいただけだから、ネイチャーすげーとしかならないのだが、オンライン版だと違うのか？あとこの中身はさっぱりわからんが、かなりキャッチー内容じゃ無いの？

94 ：
>>93
Nature 本誌は物理学の掲載はかなり少なくて、医学生物学と比べてかなり冷遇されてる
その代わり、今は Nat Physics があるので、そちらでの掲載が主。

上級者にとっちゃ、Nat Communications は滑り止めなのかね。
IF自体は Physical Reviewより上だけどなぁ

95 ：
>>93
natureの姉妹雑誌の一つ
お前みたいなカスがnatureと勘違いして持ち上げることを狙ったゴミ雑誌

だいたい総合雑誌自体IF詐欺みたいなもん
実際に読めばレベルの低さが分かるよ

96 ：
漁師もツレ
左官もツレ
土方もツレ

97 ：
>>95
掲載誌だけで解散だの言ってる奴が言っても説得力皆無だぞ

98 ：
鼻から出たてで体温が乗った鼻くそと、机にこすりつけ、温度が下がった固形化した鼻くそがあるとした場合、いくら指で弾いても指から離れないのがもつれ状態ってことでok？

99 ：
natureつってもオボボのが載るくらいやからね

もちろん東スポや日刊ヒュンダイやトカナやムーと違ってまともなのはわかるけど

100 ：
natureつってもオボボのが載るくらいやからね

もちろん東スポや日刊ヒュンダイやトカナやムーと違ってきちんとしてんのはわかるけど


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