光子に続き、電子の量子テレポーテーションに成功

(画像=Credit:depositphotos、『ナゾロジー』より引用)

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昨年、科学者たちは離れた光子同士がコンピュータチップ上で情報送信できることを確認しました。これは量子テレポーテーションとして知られている作用です。

そして現在の新しい研究によると、光子に続き、電子間の量子テレポーテーションも可能かもしれません。

米国ロンチェスター大学の物理学部のジョン・ニコル助教ら研究チームは、電子のペアを分散させ、それらのスピン状態をテレポートさせることに成功したのです。

これは量子コンピュータを改善するための重要なステップとなるでしょう。

量子テレポーテーションとは

量子とは、物質を作る非常に小さな粒子のことです。

そして、この量子の中には、電流をつくる電子や光をつくる光子などの様々な種類があります。

さてこの量子たちは一般的に知られている物理現象とは異なった働きをします。

例えば、1つの光子を分裂させることで、2つで1セットの双子の光子を作り出せます。

(画像=量子状態の情報が伝わる（残念ながらそれ以外の情報の伝達はできません） / credit: ナゾロジー編集部、『ナゾロジー』より引用)

この双子光子は離れていても「瞬時に量子状態が伝わる」という特性を有しており、この仕組みは量子テレポーテーションと呼ばれています。

量子テレポーテーションは実際の物質を瞬間移動させることはできませんが、量子の状態を瞬間移動させることができるのです。

この量子テレポーテーションは、量子コンピューティングで情報を送信するための重要な手段です。

従来のコンピュータはビットと呼ばれる「0か1」の最小単位情報で構成されています。

対して量子コンピュータは量子ビットを採用しており、同時に「0」と「1」の両方の情報を保持できます。

そのため、量子コンピュータは従来のコンピュータよりも強力な情報処理性能を持つのです。

(画像=量子プロセッサの半導体チップ/Credit: University of Rochester / J. Adam Fenster、『ナゾロジー』より引用)

さて、科学者たちは以前の研究で、光子テレポーテーションによって量子ビット情報を転送することに成功しました。

しかし、科学者たちが目指すところは、電子から作られた量子ビット情報を転送することです。

なぜなら、電子は互いに容易に相互作用し、半導体にも利用可能だからです。半導体をベースとする量子コンピュータは既存の技術とも相性が良いため、大規模量子コンピュータに適しています。

それで科学者たちは電子テレポーテーションの方法を探ってきたのです。