●量子力学(量子テレポーテーション)

 あたかもテレポーテーションの様に/量子力学を駆使して盗聴を完全防止/情報を消して送る魔法  

 情報の伝送で送り手が情報をいったん”消去”するが、受け手でいつの間にか復元される。途中の伝送路は実体のない信号が行き交う---。こんな魔法のような新技術が産声を上げた。光や原子の世界を説明する量子力学を駆使するのが特徴で、盗聴の心配がない安全な通信や放送の実体につながると注目を集めている。実用化には多くの課題を克服する必要があるものの、21世紀以降に大きく花開く可能性を秘めている。
 空想科学(SF)映画や小説では、人間が姿を消して空間を瞬時に移動し、別の場所に現れるテレポーテーションという場面がよく登場する。脚本に広がりを持たせているが、想像力をたくましくした夢の産物で、実際はあり得ないと考えられていた。
 ところが、情報の伝送なら実現できることを米IBMの研究者が93年に提案。今年には米カリフォルニア工科大学の研究グループが実験で実証した。世界最新の科学研究を掲載する権威ある米科学誌「サイエンス」も今年の十大成果の一つに取り上げた。

 レーザーで実験
 新技術は量子力学で証明される微小世界の情報を伝達する。微小世界では光や原子などは粒子の性質だけでなく、波動パターンを持った波の性質も現れる。この波動パターンが情報で、SFのように消去して別の場所で元通りにすることから、量子テレポーテーションと名付けられた。
 実験はレーザー光を使って特殊な光の対を作り、それぞれを送り手と受け手に配る。送り手では情報を乗せた入力光に対の片方を重ね合わせ、計測器を使って情報を消滅させた。情報が消えた光を送り、受け手で対のもう一方と重ね合わせた結果、元通りの情報の光を出力できた。
 光は粒子と波の性質を併せ持つ以外にも、常識では考えられない性質を現す。例えば、光の情報を計測器で測定すると情報がこわれてしまい、正確な情報が得られないという性質。実験では送り手は正確な情報を知らないまま、情報を壊した光を送っている。

 光の速度越える
 「情報を消した時点で、情報の大部分は光の速度を超えて受け手に伝わる。研究グループで中心的な役割を果たしたニコン技術開発本部の古沢明氏は量子テレポーテーションの神髄をこう語る。これは相対性理論で有名なアインシュタインでさえ「テレパシーだ」と非難した奇妙な性質。理由はわからないが、確かに存在することが量子力学の実験で確認されている。
 古沢氏によると、入力光の情報をおもちゃのルービックキューブの全面がそろった状態に例えると、送り手で情報を消すとはキューブを回して全面をばらばらにすること。すると受け手に配っておいた特殊な光の対の片方が瞬時にそれと全く同じばらばらのキューブになり、送られてきた回し方の情報によって全面がきれいにそろう。
 伝送路の信号は実体がない回し方の信号しか含んでいないため、傍受しても意味がない。特殊な光の対も測定するなどの操作を加えると壊れてしまうため、「強奪も複製もできない」(古沢氏)。現在の放送網やインターネットなどに応用できれば、盗聴が不可能な究極の安全性を保証できると期待される。

 壊れやすさ難点
 ただ、実用化は簡単ではない。最も重要である特殊な光の対は壊れやすく、光ファイバーなどを使えば伝送損失があるために送り手に配れない。損失がほとんどない伝送路の技術を開発するのは極めて難しいとみられる。対の片方を保存しておく実用的な装置も課題だ。
 量子テレポーテーションは現時点ではSFのように人間や物質を転送できるかどうかは定かではないが、将来は可能かもしれないという期待感を抱かせてくれる。(日本経済新聞 1998年12月27日より)

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