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量子

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1: 2014/10/23(木) 09:36:52.31 ID:???.net
ブラックホールレーザーによるホーキング放射の観測ブックマーク
Nature Physics
2014年10月13日

Observing Hawking radiation with a black-hole laser

ホーキング放射(量子効果によってブラックホールから放出される放射)のブラックホールレーザーによる証拠が、今週のオンライン版で報告されている。
これは、自己増幅するホーキング放射の初の観測結果で、天体物理学のブラックホールを実験室で調べるエキサイティングな系が得られた。

1974年に、スティーヴン・ホーキングは、量子効果のためにブラックホールは完全にブラックではなく、実際はある種の放射を放つことを示した。
現在これは、ホーキング放射と呼ばれているが、放出される放射の量は極めて小さいと考えられるので、天体物理学的な観測はできないかもしれない。
そこで、光ではなく音が脱出できない、流体でできた音響ブラックホールを用いたホーキング放射の観測が試みられている。
しかし、こうした系でのホーキング放射の観測も、この効果が極めて小さいので困難であることが分かっている。

Jeff Steinhauerは今回、実験室でブラックホールレーザーを作ってホーキング放射を増幅する方法を実証している。
Steinhauerは、量子流体を用いて、ブラックホール地平面(ブラックホールに入る音が引き返せなくなる限界点)とホワイトホール地平面(その反対に、音が通れずはじき出される点)を組み合わせた。
こうした系は、音波のレーザーとして働き、放出されるホーキング放射を検出可能なレベルまで増幅する。
____________

▽記事引用元
http://www.natureasia.com/ja-jp/research/highlight/9516
natureasia.com(http://www.natureasia.com/)2014年10月13日

▽関連リンク
Nature Physics (2014) doi:10.1038/nphys3104
Received 14 July 2014 Accepted 19 August 2014 Published online 12 October 2014
Observation of self-amplifying Hawking radiation in an analogue black-hole laser
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/abs/nphys3104.html

*ご依頼いただきました。

引用元: 【宇宙物理】ブラックホールレーザーによるホーキング放射の観測ブックマーク

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1: 2014/09/22(月) 13:57:19.09 ID:???.net
【9月22日 AFP】光子の量子状態を結晶体に転送する「量子テレポーテーション」実験で、過去最長記録となる25キロメートルの転送に成功したと、スイス・ジュネーブ大学の物理学者チームが21日、英科学誌「ネイチャー・フォトニクス」で発表した。

同大の光ファイバー上で行われた今回の実験では、同チームが2003年に達成した6キロの記録が更新された。
研究チームは声明で、今回の実験により「光子の量子状態は、結晶体への転送中に、この2つが直接的に接触していなくても維持され得る」ことが判明したと述べている。

量子テレポーテーションは、「量子もつれ」の関係にある1組の原子粒子が、距離を隔てていても一心同体の双子のような反応を示すとの理論に基づいている。

量子粒子は原理的には、現在のコンピューターの2進コードよりもはるかに大量のデータを運ぶのに使えるかもしれない上、情報の解読も不可能であるため、暗号研究者らの大きな関心の的となってきた。

「もつれ」関係にある2粒子の片方に触れるだけで、メッセージは完全に消去されることになる。
そのため、光にコード化された量子データを実際の通信において情報を壊さずに保存・処理する方法を見つけることが、大きな課題となっている。

この課題を探究している研究チームは「量子もつれ」状態にある光子2個の一方を長さ25キロの光ファイバーの中に進ませ、もう一方の光子を結晶体に送って光子の持つ情報を保存した。

そして3個目の光子を、ビリヤードのように光ファイバーの中にある最初の光子に向けて打ち出し、衝突させると、光子は両方とも消滅した。研究チームはこの衝突を測定し、3番目の光子が持っていた情報は破壊されず、もつれ状態にある2番目の光子を含む結晶体にたどり着いていることを発見した。

実用可能な量子テレポーテーションがはるかかなたの目標であることに変わりはないが、今回の成果は注目すべき実験的な進展だと研究チームは話している。(c)AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3026612

Quantum teleportation from a telecom-wavelength photon to a solid-state quantum memory
Nature Photonics (2014) doi:10.1038/nphoton.2014.215
http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2014.215.html

引用元: 【物理】量子テレポーテーションの記録を更新、過去最長25kmの転送に成功 ジュネーブ大

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~~引用ここから~~

1: Cancer ★@\(^o^)/ 2014/06/01(日) 17:56:12.34 ID:???.net

科学者たちはデータをテレポートさせる信頼できる方法の発見を報告した
JOHN MARKOFFMAY 29, 2014

オランダの科学者たちは、アルバート・アインシュタインの間違いへの反証に向けて一歩前進した。その間違いは、彼が「気味の悪い遠隔作用」と呼んだ、量子力学から示唆される現象に対する、彼のもっとも有名な異義の一つだ。

木曜日にサイエンス誌に発表された論文の中で、デルフト工科大学カヴリ・ナノ科学研究所の物理学者たちは、3メートル離れた2つの量子ビットの間で信頼できる情報テレポートを可能にしたと報告した。

量子テレポーテーションは「スタートレック」式の人や物の移動ではない。いわゆる量子情報(この例では電子のスピン状態と呼ばれるもの)を、情報が付属する物理的物質の移動をともなわずに、ある場所から別の場所へ転送することだ。

コンピュータ演算での情報の基本的ユニットである古典ビットは、2つのうちの1つの値(0か1のどちらか)しか取れない。しかし量子ビット(キュービット)は同時に多くの値を表現できる。それは新世代の高速なコンピュータ演算システムの可能性と完全に安全な通信ネットワークの実現の両方を約束する。

林立する光学素子はオランダの物理学者たちのチームが使った量子テレポーテーション装置の一部だ。
http://static01.nyt.com/images/2014/05/30/business/quantum/quantum-articleLarge.jpg

さらに、科学者たちはアインシュタインの量子もつれの概念に対する疑いが間違っていたことの確実な立証に近づいた。量子もつれの考えでは、何光年も離れた粒子が、一方の粒子の状態がもう一方の状態に即座に影響して、つながったままに見えることがある。

彼らは短い距離で完全に正確な量子情報のテレポーテーションを達成したことを報告した。
現在はその実験を1キロメートル以上の距離で再現しようと試みている。この距離で量子もつれが起こることがくり返し示されれば、量子もつれ現象と量子力学理論の確実な立証になる。

より離れた距離で成功すれば、ベルの定理と呼ばれる思考実験への肯定的解決をもたらすことになる。この定理は1964年にアイルランドの物理学者ジョン・ステュアート・ベルによって、粒子が量子もつれで繋がって光速より速く情報を伝えることがあるかどうかを決定するための手法として提唱された。

「アインシュタインの間違いの証明には5つか6つのグループが大きな競争を行っている」とデルフトのグループを率いた物理学者のロナルド・ハンソン(Ronald Hanson)は話した。
「大きな魚は一匹だ」

これまでに、科学者たちは不完全ながら量子情報のテレポートで成果を上げてきた。
物理的に離れた量子ビットがもつれ状態になるようにして達成された離れ業だ。



2: Cancer ★@\(^o^)/ 2014/06/01(日) 17:56:27.59 ID:???.net

>>1からのつづき

しかし量子テレポーテーションの信頼性は不安なものだった。たとえば、2009年にメリーランド大学の物理学者たちは量子情報の転送を実証したが、1億回のうち1回の試行しか成功せず、単一ビットの量子情報を転送するのにおよそ10分かかることを意味した。

対照的に、デルフトの科学者たちはこれを「確定的に」達成した。つまり彼らは2つのもつれ状態にある電子の量子状態を正確に100%の割合でテレポートさせられることを意味する。

彼らはこれを極低温のダイアモンドにトラップされた電子を使って量子ビットを作ることによって達成した。ハンソン博士によると、ダイアモンドは電子を保持する「ミニ牢獄」を効果的に作るという。研究者たちは電子についてスピン(値)を確立し、そして信頼できる方法でその値を読むことに成功した。

研究者たちは堅牢な量子インターネットの可能性に加えて、量子コンピュータのネットワークの可能性を約束している。

現時点で、特定のクラスに属する問題を現在使われている最も強力なコンピュータよりはるかに高速に解くことのできる実用的な量子コンピュータは、遠いゴールのままだ。
機能する量子コンピュータは多数の量子ビットをもつれ状態にし、そのもつれ状態を比較的長い期間維持する必要があるだろう。それはまだ達成には遠いことだ。

量子ネットワークが広まれば新しい形のプライバシーがもたらされるだろう、とハンソン博士は挙げた。そうしたネットワークは遠隔地のユーザが量子計算を一つのサーバで実行し、同時にサーバのオペレータは計算の性質を測定できないようにするのを可能にするだろう。

おわり







ソース:New York Times(MAY 29, 2014)
Scientists Report Finding Reliable Way to Teleport Data
http://www.nytimes.com/2014/05/30/science/scientists-report-finding-reliable-way-to-teleport-data.html

原論文:Science
W. Pfaff, et al. Unconditional quantum teleportation between distant solid-state quantum bits
http://www.sciencemag.org/content/early/2014/05/28/science.1253512

プレスリリース:Delft University of Technology(29 May 2014)
‘Beam me up, data’
http://www.tudelft.nl/en/current/latest-news/article/detail/beam-me-up-data/

関連スレ:【光粒子】東大、「量子テレポーテーション」を100倍以上高効率化-無条件動作可能な新方式
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1376524046/
(ライバルの東大グループは昨年8月に「決定論的」量子テレポーテーションの成功を報告しています)


引用元: 【量子力学】「無条件」量子テレポーテーションに成功 オランダチーム


【マジか!】オランダの科学者が量子テレポーテーションに成功!?の続きを読む

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~~引用ここから~~

1: 野良ハムスター ★@\(^o^)/ 2014/05/20(火) 09:10:50.15 ID:???.net

東京工業大学の笹川崇男准教授らは、高磁場中・絶対零度を含む超伝導現象の実態を明らかにした。

超伝導現象は、電気抵抗がゼロになる現象で、消費電力なく電流を流すことができるため様々な分野での応用が期待されている。これまでの研究で、大きな電流を流すと磁場が発生し、その磁場が原因で超伝導現象が起きなくなってしまうことが分かっているものの、その全貌は謎のままであった。

今回の研究で笹川准教授らは、ランタン-ストロンチウム-銅の酸化物からなる高温超伝導体を18テスラという高磁場、そして0.09ケルビンという極めて低い温度まで、それぞれ変化させながら電気抵抗を測定した。

続きはソースで

http://www.zaikei.co.jp/article/20140519/194305.html

論文 "Two-stage Magnetic-field-tuned Superconductor-insulator Transition in Underdoped La2-xSrxCuO4"
http://dx.doi.org/10.1038/nphys2961
東工大プレスリリース
http://www.titech.ac.jp/news/2014/027662.html


引用元: 【超伝導】東工大、磁場中の高温超伝導の実態を明らかに・・・予想に反して量子臨界点が2つ存在


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~~引用ここから~~

1: ししゃも2人前 ★@\(^o^)/ 2014/05/22(木) 23:27:52.51 ID:???.net

「量子コンパス」(Quantum Compass)という技術をご存じだろうか?

位置情報システムとしては人工衛星を使った「GPS」(Global Positioning System)がメジャーな存在であり、現在スマートフォンなどで利用されているA-GPSは、この衛星システムに地上の携帯アンテナやWi-Fi情報を加えて位置特定速度や精度を向上させたものだ。

一方で量子コンパスは、こうした固定のアンテナや衛星等に頼らず、地磁気等の情報のみを取得してデバイス単体で位置を特定できるメリットがある。


GPS以外の位置情報特定システムが求められる背景

最近では位置情報システムというと、ごく自然に「GPS」というキーワードが出てくるが、GPS自体はアメリカ合衆国が運用するシステムであり、これを多くの機器がそのまま利用しているに過ぎない。

地表における詳細な位置を特定するというのは航空機や船舶の運航、情報収集において非常に大きな意味を持っており、GPSももともとは軍事目的として30?40年ほど前から研究や配備が続けられてきたものだ。

現在のGPSも、その過程で打ち上げられた衛星の一部がそのまま運用されてきたもので、準同期軌道という静止軌道より低い軌道を約30個の衛星が周回して地上全土をカバーしている。

GPS受信器は、現在位置からこの衛星のいくつかが出している信号をキャッチし、誤差計算を加えた上で正確な位置を割り出している。

だが、元が軍事用途を中心としたものであり、GPSが現在の形で開放されたのはここ15年ほどのことだ。
以前までは「Selective Availability」という仕組みがあり、軍事用途では誤差数メートルほどの正確な位置情報が取得できるようになっている一方で、一般にはこれにダミー情報を加えて範囲100mほどの誤差まで落とした情報を提供するようにしていた。

これが、1996年にビル・クリントン大統領(当時)によって「デュアルユース」という一般開放に向けた指針が示され、2000年5月の段階でようやく「Selective Availability」が解除され、今日のGPSの形で利用できるようになった。
今日、GPS技術は進化を続け、スマートフォンのような小型デバイスであってもごく一般的に搭載されるようになったのも、デュアルユースによる解放後の技術開発があったからだといえる。

続きはソースで


イギリス国立物理学研究所(The National Physical Laboratory、NPL) によるプレスリリース
http://ascii.jp/elem/000/000/896/896789/001_248x.jpg
NPLによる観測用チップ
http://ascii.jp/elem/000/000/896/896790/002_248x.jpg


ASCII.jp
http://ascii.jp/elem/000/000/896/896793/



引用元: 【新技術】「量子コンパス」はGPSを置き換えるか?プロトタ イプが3~5年で登場?[5/22]


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1: 百鬼夜行◆kQXfW/B1FM 2014/04/13(日)07:14:49 ID:???

NTTと国立情報学研究所(NII)、大阪大学は4月8日、ハイブリッド系において、長い寿命を持つ隠れた量子状態である"ダーク状態"が発現するメカニズムを明らかにしたと発表した。

詳細は、英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。

量子ビットとは、量子コンピュータを構成する基本要素である。長寿命な量子ビットを実現するために、2つの異なる系をハイブリッド化する研究が盛んに行われている。

ハイブリッド系にすることにより、超伝導磁束量子ビットやダイヤモンド量子メモリ単体では観測されていなかった長寿命状態が観測されることが知られていた。しかし、この長寿命状態が発現するメカニズムが不明のため、量子メモリとして活用できなかった。この状態を活用できれば、長寿命の量子メモリが実現できる可能性があるため、その起源の解明が求められていた。

今回、超伝導磁束量子ビットとダイヤモンド量子メモリを結合したハイブリッド系で、量子メモリ実現のために重要となる長寿命の"ダーク状態"を発現するメカニズムを解明した。ダーク状態とは、量子力学的干渉性のために、実験的に検出のできない隠れた状態を意味する。このようなダーク状態は、一般に長寿命であることが知られているものの、実験的に検出ができないため、量子情報への活用は難しいと考えられていた。
http://news.mynavi.jp/news/2014/04/09/340/images/002l.jpg

これに対し、研究チームは、超伝導磁束量子ビット・ダイヤモンド量子メモリのハイブリッド系では、結晶の歪みや磁場ノイズのために干渉が完全には働かず、ダーク状態由来の信号が検出可能であることを理論的に示した。そして、実際にその信号を実験的に補足し、量子状態の寿命が、従来のハイブリッド系の量子メモリでは20nsだったものが、ダーク状態では150nsまで長くなることを示した。
http://news.mynavi.jp/news/2014/04/09/340/images/003l.jpg

ダーク状態が利用できるようになれば、量子メモリの長寿命化が期待できる。制御性の良い量子プロセッサの超伝導磁束量子ビットと合わせて用いることで、量子コンピュータの必要なリソースを削減できるのに加え、現在のコンピュータと桁違いの速さで計算が実行できるようになる展望が開けるとコメントしている。

http://news.mynavi.jp/news/2014/04/09/340/



NTT,量子コンピュータ・量子状態におけるダーク状態のメカニズム解明の続きを読む
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