これは 2023 年 3 月 30 日の午後に生まれた考えです。
量子力学についての一般的な説明を読むたびに、量子のもつれによる超距離作用について言及され、このような超距離作用は効果的な情報伝達には使用できず、特殊相対性理論に違反すると付け加えられます。
一度の測定自体は情報を超距離で伝達することはできません。しかし、私たちは一定のルールを利用して情報を伝達することができます。
理解を容易にするために、以下のシナリオを一緒に考えてみましょう：
- 粒子のスピン状態が上向きの場合は信号 0、下向きの場合は信号 1 とします。
- 連続した観測の最後の結果を有効な信号と定義し、同じ種類の粒子に対する連続した観測の結果を送信信号として使用します。有効な観測信号を受け取ったら、別の種類の粒子を使用して観測を開始し、前の信号と後続の信号を区別します。
- 十分な量の電子と光子などの 2 種類の粒子を用意し、電子をもつれさせて 2 つに分割します。そして、光子をもつれさせて 2 つに分割します。
- 今、私たちは地球から離れた宇宙船に乗り、もつれた状態の電子ともつれた状態の光子をそれぞれ持って行きます。
- 地球に情報を送信する必要がある場合、手元のもつれた状態の粒子を観測し始めます。例えば、地球に「111」という 3 桁の 2 進数信号を送信する場合、光子の観測から始めます。観測結果は予測できないため、すべての信号が 1 回の観測で地球に伝達されることを期待することはできません。そこで、手元にあるもつれた状態の光子のうち 1 つを取り出し、観測を行います。観測によってスピンの重ね合わせ状態が崩壊し、崩壊の結果は予測できません。そのため、連続して一連の光子を観測し続け、下向きの光子が現れるまで続けます（最初の観測で下向きの光子が得られる場合もありますし、n 回目の観測で初めて現れる場合もありますが、n 回目の観測で初めて現れる場合、前のすべての観測結果は破棄され、最後の下向きの光子の信号のみが有効な信号として保持されます）。この時点で、私たちは最初の信号が地球に伝達されたと考えます。次に、電子を交換して観測を開始し、下向きの電子が現れるまで観測を続け、その後光子を観測します。そして同様に、下向きの光子が現れたら観測を停止します。このようにすることで、地球上では私たちが観測した一連の光子と電子ともつれた粒子が同時に崩壊し、「上上上」という 3 つの信号が得られます。この時点で地球のスタッフは、宇宙船から送信された信号が「下下下」であることを知り、私たちが伝えたい「111」という情報を得ることができます。
- 一つの不運な観測結果が必要な結果を得られない場合を避けるために、さらに規則を定めることもできます。連続した 30 個の同じ信号が現れた場合、その信号を逆の信号に変換し、別の粒子の観測を開始して次の信号を送信します。例えば、「111」という信号の場合、最初の光子の観測で連続して 30 回「上向きのスピン」の信号が現れ、必要な「下向きのスピン」の信号が得られない場合、光子の観測を停止し、電子の観測を開始し、前の連続した 30 個の「上向きのスピン」の信号を 1 つの「下向きのスピン」の信号に変換します。最終的に、「111」という信号を得ることができます。
これによって、超距離での情報伝達が可能になりますか？
別の方法は次のようになります。もう少し簡単です。
- 依然として十分な数の光子と電子を持って行きます。この時点で手元のすべての光子と電子は量子重ね合わせ状態にあり、スピン状態はわかりません。
- 光子の測定結果が信号 0、電子の測定結果が信号 1 となるように規定します。
- 地球に情報を伝達する必要がある場合、私たちは観測した粒子のスピン状態には関心を持ちません。代わりに、私たちが観測した粒子の種類に注目します。今回は「1011」という信号を地球に送信します。最初に電子を観測し、その重ね合わせ状態が崩壊すると、地球ともつれた電子も同時に崩壊します。私たちは最初の信号が「電子」であることを知ります。次に光子を観測し、その後 2 つの電子を観測します。これで「1011」という信号を地球に送信しました。
この方法で超距離での情報伝達が可能かどうかはわかりません。専門家のアドバイスをお願いします。