「もつれ電池」は量子もつれの注入と蓄積ができる

ポーランドのワルシャワ大学（UW）を中心とする国際共同研究によって、量子の世界における「量子もつれ」という現象を熱力学のように可逆的に操作する新たな手法が発見されました。

これまで量子もつれは一度使われると完全に元の状態には戻せない「使い捨て」の資源とされてきましたが、「もつれ電池」というシステムを導入することで、もつれを自由に出し入れし、まるで巻き戻し可能なビデオテープのように扱えることを理論的に証明しました。

研究者たちはこれが熱力学第二法則の量子もつれ版であると述べています。

果たして量子情報の世界にも熱力学の第二法則に匹敵する普遍的な法則が存在しているのでしょうか？

研究内容の詳細は2025年7月2日に『Physical Review Letters』にて「」発表されました。

量子もつれは熱力学第二法則と関連しているのか？

私たちの部屋は、普通に生活をしていると次第に散らかってしまいます。

いったん散らかってしまうと、それを元通りに整理整頓するには多くのエネルギーが必要で、自然にきれいに戻ることはほぼありません。

物理学の世界にも、これと非常によく似た現象があります。

それは「エントロピー増大の法則」または「熱力学第二法則」と呼ばれています。

この法則は、「孤立したシステムの乱雑さ（エントロピー）は、自然に増えることはあっても、勝手に減ることはない」という原理を示しています。

つまり、一度増えてしまった「乱雑さ」は、何もしないまま完全に元の整った状態へ自然に戻ることはありません。

このため、熱力学第二法則は「時間の流れが一方向にしか進まない理由」として知られています。