2020.7.6   日経産業新聞の記事「TechnoSalon：量子もつれと新時代の革新技術」から

量子の世界では非常識が常識で、新発見が続いている

　コラムの著者 筒井 泉氏（高エネルギー加速器研究機構・准教授）は、コロナ禍で加速された社会のインターネットを通じた情報通信に依存することは確実で、その中でも「量子」を冠語とする技術は今後実用化するものが出てくるという。

◯特異な「量子もつれ」を利用した応用

 　今後は人工知能（AI）の活用と並んで、量子計算や量子暗号など、量子を冠語とするイノベーションで実用化の進展が期待されると筒井准教授は語っている。このイノベーションの多くは、「量子もつれ」と呼ばれる特異な性質を利用するものだという。しかも、それが何を意味するかを理解するのは極めて難しく、アインシュタインでさえ生涯、その理解に悩み続けたという。

そこで筒井准教授は、その奇妙さを簡単な状況で説明してくれている；

• 赤と白の２つの玉を入れた箱を準備する。箱の中身を見ないで無作為に１この玉を取り出すとする。
• 取り出す玉の色は予め決められない。結果、取り出す玉の色は赤か白か全くわからない。
• 以上のような箱をもう１セット用意する。そこで離れた場所にいる人が、別々に玉を取り出してみる。
• 結果、二人の玉の色が一致する場合（赤赤または白白）と一致しない場合（赤白または白赤）が半々の確率で現れることになる。ここまでは奇妙なことではない。

ところが、ミクロの世界、つまり量子の大きさとなると２つの箱の間に特定な関係を持たせることができるという。これが「量子もつれ」である。

• ミクロの世界では、２つの箱の間で「量子もつれ」がおこり、その結果、二人の取り出す玉の色を常に一致させることができるという。何度も繰り返すと赤と白の不規則な列が得られるだけで、それ自身では無作為で通信のような意図ある情報には使えない。
• しかし、この不規則な列は二人だけが共有していることになり、通信文を暗号化したり、元の文に復号化できる暗号鍵に利用できる。しかもこの鍵は決して盗まれることはない。なぜなら、この鍵は二人が箱を開けるまではこの世に存在しないからである。

これが、「量子もつれ」を利用した絶対的な安全性を保障する量子暗号の原理だという。まさに常識を超えた現象にイノベーションの元がある。✉️☕️💺💻🛠⚓️💡🏢🏠📖🎓⚡️🌏🌏💡🔎✈️