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量子

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1: 2018/05/10(木) 14:46:49.13 ID:CAP_USER
Quantum physics: Gamers ‘power-up’ quantum physics tests
Nature
全世界のゲーマーたちが競い合って乱数の数列を生成したことが、「局所実在性が破れる場合がある」という量子力学による予測の検証に役立った。
この研究結果を報告する論文が、今週掲載される。

量子理論によって物理的現実を完全に記述できるかどうか、というテーマを巡っては、かなりの議論が巻き起こっている。
この議論におけるキーワードは、局所性(ある地点で行われた行為によって、別の地点での実験結果が直ちに変わることはないという考え)と実在性(物理系には一定の値を有する特性があり、そのことは測定しなくても確定しているという考え)である。これらを調べるには、いわゆる「ベルテスト」が実施される。
ベルテストでは、隠れた変数を援用してごまかすことなく、粒子間の量子相関を測定し、粒子について局所実在性の破れが起こっているかどうかを判定する。
隠れた変数は、現在の量子力学理論によって説明できないため、隠れた変数を援用すると、量子力学理論は不完全なものになってしまう。

続きはソースで

英語の原文
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0085-3

Nature Research
https://www.natureasia.com/ja-jp/research/highlight/12503
ダウンロード


引用元: 【量子物理学】ゲーマーたちが量子力学の検証を「パワーアップ」ベルテストで量子力学による予測の検証[05/10]

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1: 2018/04/30(月) 19:03:32.73 ID:CAP_USER
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。

続きはソースで

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/
ダウンロード (1)


引用元: 【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]

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 東京大学の続きを読む

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1: 2018/04/26(木) 16:28:14.08 ID:CAP_USER
あらゆる通信の分野で暗号の技術は不可欠なものとなっていますが、桁違いの計算能力がある量子コンピューターが完成すれば、現在の暗号は解かれてしまうと指摘されています。
これに対して、NTTは、量子コンピューターでも解けない次世代の暗号の実現に向けた新たな技術を開発しました。

暗号の技術をめぐっては、コンピューターの性能の向上とともにどんどん複雑化していますが、汎用性(はんようせい)の高い量子コンピューターが完成すると現在の暗号は解かれてしまうおそれがあり、次世代の暗号の開発が急がれています。

特に心配されているのが、現在の暗号が抱える弱点です。
この弱点は、暗号化された情報をわざと一部書き換えたうえで暗号を解く操作を大量に繰り返すと、得られた結果の規則性から、どのように暗号化したかが類推できるおそれがあるというものです。

続きはソースで

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20180426/k10011418321000.html
ダウンロード (2)


引用元: 【IT】量子コンピューターでも解けない 新暗号技術開発 NTT[04/26]

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1: 2018/04/25(水) 14:59:57.00 ID:CAP_USER
特殊な形状と表面塗装によってレーダー波の反射を防ぐことで敵に存在を捕捉されにくくする「ステルス技術」は、近年の国防において非常に重要な位置を占めています。
しかし、各国で研究が進められている新しいレーダー技術「量子レーダー」はそんなステルス機でさえいとも簡単に見つけてしまうことが可能になると考えられています。

Quantum radar will expose stealth aircraft
https://phys.org/news/2018-04-quantum-radar-expose-stealth-aircraft.html

対象物に電波を発射して、その反射波を測定することで対象物までの距離や方位を知ることができるレーダーは、1941年にイギリス軍によって実用化されました。
その後、敵の状況を知る索敵(さくてき)のための重要な方法としてだけでなく、航空機や船舶の安全を守るためにレーダーは使われ続けています。

一方、研究が進められている量子レーダーは、距離の離れた2つの光子の間にテレパシーのような力が働いて同じ状態になる「量子エンタングルメント」と呼ばれる光の現象を利用することで、離れた場所にある物体の存在を知るというもの。
対象物に向けて照射した光子が対象物によって影響を受けると、その変化が手元に残しておいた光子にも現れます。
つまり、量子レーダーは信号波の反射を観測する必要がなくなるために、どんな高性能なステルス機であっても確実にその存在を知ることができるというわけです。

この研究は世界中で行われており、日本の玉川大学量子情報科学研究所では「スクイーズド光」と呼ばれる光を使うことで、霧や雨などの悪天候にも強い量子レーダーの研究が進められています。

中国でも研究は進められており、ステルス戦闘機「F35」でさえも捕捉できる量子レーダーの研究に余念がない模様。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/04/25/quantum-radar/36766559262_6b0703bbe0_z.jpg

■関連リンク
世界に一歩先んじて開発が進む、量子情報科学研究所の「量子レーダー」研究|玉川の教育|玉川大学・玉川学園
http://www.tamagawa.jp/education/report/detail_8179.html
https://i.gzn.jp/img/2018/04/25/quantum-radar/snap5648.png
日本がF35を配備しても「量子レーダー」で容易に発見・追跡可能だ=中国(2016年9月26日) - エキサイトニュース
https://www.excite.co.jp/News/chn_soc/20160926/Searchina_20160926003.html

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180425-quantum-radar/
ダウンロード


引用元: 【軍事技術】ステルス機でも簡単に捕捉できる「量子レーダー」の開発が世界各国で進む[04/25]

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1: 2018/04/14(土) 12:44:23.74 ID:CAP_USER
京都大学(京大)は4月11日、量子ビットの「純粋化量子もつれ(Entanglement of Purification)」と呼ばれる情報量を計算する幾何学的公式を発見したと発表した。

同成果は、京大 基礎物理学研究所の修士課程学生である梅本滉嗣氏と同 高柳匡 教授らの研究グループによるもの。詳細は英国の学術誌「Nature Physics」に掲載された。

ミクロな世界を支配する物理法則は量子論と呼ばれており、また物質のミクロな構造のなかに含まれる情報の基本単位を量子ビットと呼ぶ。そして、重力の理論と量子論を融合して、宇宙の統一理論の構築を目指す分野が超弦理論(超ひも理論)だ。

超弦理論では、D次元の反ドジッター宇宙の重力の物理法則は、D-1次元の物質の物理法則と同じである、つまりゲージ理論と重力理論を統一的に扱うことが可能であるとする「ゲージ・重力対応」という考え方が1997年に発見された結果、現在では、これら2つの物理法則が同じであるという多数の具体的な証拠が示されながらも、このゲージ重力対応の基礎的なメカニズムについては、まだよく分かっていないという。

そうした中、2006年に高柳教授ならびに笠真生 シカゴ大学 准教授(現在)が「笠-高柳公式」とも呼ばれる「ゲージ重力対応における量子もつれエントロピー(Entanglement Entropy)の面積公式」を発見。物質の量子もつれエントロピーの大きさは、反ドジッター宇宙の最小断面積と等しい、つまり、物体Aと物体Bの2つの間に共有される量子ビットの情報量(相関)は、物体に対応する宇宙の最小断面積に等しい、ということを示したことにより、近年では「重力理論における宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」という考え方が生み出され、世界中で研究が進められるようになっている。しかし、この公式で正しく情報量が計算できるのは、AとB以外には物体が存在しない場合に限られるという制限があった。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/

図:反ドジッター宇宙の境界にAとBの空間領域をとると、AとBをつなぐトンネルを反ドジッター宇宙の内部に作ることができる (出所:京都大学Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/images/001l.jpg
ダウンロード


引用元: 【物理】京大、ミクロな情報量を計算する幾何学的公式を発見「重力理論の宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」

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1: 2018/04/01(日) 09:21:12.38 ID:CAP_USER
■量子現象に着想を得て開発した、これまでにないコンピュータ

 富士通株式会社は23日、「デジタルアニーラ」に関する技術説明会を開催した。
デジタルアニーラは量子現象に着想を得てイジング模型を解くことに特化したデジタル回路で、組み合わせ最適化問題を高速に解くことができるハードウェア。
あくまで従来型コンピュータの技術を使ったもので、量子コンピュータではない。
だが、新しいアーキテクチャのコンピュータであり、規模・結合数・精度のバランスと安定動作で実社会の問題に適用できるものだとしている。

 解説したのは富士通株式会社 AI基盤事業本部 本部長代理(4月以降はAIサービス事業本部本部長)の東圭三氏と、株式会社富士通研究所コンピュータシステム研究所次世代コンピュータシステムプロジェクト主任研究員の竹本一矢氏。

 東氏は最初に「毎週のようにアニーリング技術、量子コンピュータ技術に関する発表が行なわれている」と紹介し、各社による量子ゲート方式やアニーリングマシンによる発表をざっと振り返った。
富士通は2017年11月に量子コンピュータのアプリ開発で、Accenture、Allianzと共同で1Qbit(1QB Information Technologies Inc.)に出資している。

 脳型や量子コンピュータなど新しいコンピュータアーキテクチャが模索されている背景には、ムーアの法則と微細化の限界が想定されていることがある。デジタルアニーラはその1つで、既存のデジタル回路技術を使って量子コンピューティングマシンのような振る舞いを模擬することで、組み合わせ最適化問題など従来型アプローチでは難しい問題を解こうという試みだ。

■デジタル回路で量子過程の利点を活かす発想

 量子コンピューティングには「量子ゲート方式(量子回路方式)」と「イジングマシン方式」の2種類がある。
量子ゲート方式はIBMやGoogleなどが研究開発中で、暗号解読などへの適用が期待されている。
後者のうちアニーリング方式の量子コンピュータとしてはいち早く商用化したD-waveのサービスが有名だ。

 いっぽう、富士通のデジタルアニーラは
「量子ではなく従来のデジタル回路でアニーリングマシンがやっていることを実現したもの」(東氏)。
産業界への適用が進んでいるのはアニーリング方式だとし、量子ゲート方式のコンピュータが実産業、企業に適用されるには、まだまだ時間がかかるとの見方を示した。

 アニーリングとは「焼きなまし」のことだ。
材料をゆっくり冷却する過程で、内部のひずみが取り除かれ、安定した状態に落ち着いていく過程のことだ。
時間はかかるが最終的にはエネルギー的に安定な状態に落ち着く。
アニーリングアプローチはその物理過程をコンピューティングに活用しようとしている。

 たとえば従来手法でパズルを解こうと思ったら総当たりでやっていたのに対し、アニーリングは、それとは違い、確率探索を行ない、コスト関数の評価値が最小あるいは最大にする方式で問題を解く。

 本物の量子コンピュータは量子ビットを用いて、1と0の重ね合わせを表現する。
デジタルアニーラはデジタル回路なので、1と0の状態を重ね合わせで表現することはできない。
そこで、乱数発生器を使って1と0の揺らぎのような状態を表現する。

続きはソースで

最近のアニーリング/量子コンピュータ関連の動向
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1113/270/410_l.jpg
新アーキテクチャの模索
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1113/270/412_l.jpg
各社の取り組み
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1113/270/418_l.jpg
アニーリングとは焼きなましのこと
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1113/270/419_l.jpg

PC Watch
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1113270.html
ダウンロード


引用元: 【PC】スパコンで8億年かかる計算を1秒で解く富士通の「デジタルアニーラ」[03/23]

【PC】スパコンで8億年かかる計算を1秒で解く富士通の「デジタルアニーラ」の続きを読む
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