ナショジオ「宇宙～時空超越の旅～」 #3 「量子力学で見る『現実』」

下記番組のまとめを書きます。

放送局	ナショナルジオグラフィック
番組名	宇宙～時空超越の旅～ by ブライアン・グリーン
原題	Beyond The Cosmos (The Fabric of the cosmos)
エピソード	#3 「量子力学で見る『現実』」　（原題：「Quantum Leap」）

目的は、「見逃してしまった人に、概要だけでもお伝えすること」です。

この番組は以前
・「U-NEXT」
・「Amazonビデオ」
でオンデマンド配信されていたようですが、2018.02.20 現在では配信されなくなっているようです。

スカパー！などのナショナルジオグラフィックを契約していれば、運がよければ不定期に再放送しているのが見られるかもしれません。

導入部より引用

人類は長年に渡り、宇宙の仕組みの謎を解明し続けてきました。

そして、宇宙に存在するものは一定の法則に基づいて運動することが明らかになりました。
銀河や恒星、惑星などがその例です。

しかしその後、自然界の現象は根本的にあいまいであるという認識が広まります。
それまでの宇宙観を覆す新たな法則が発見されたからです。

科学者たちは遠く離れた宇宙空間からミクロの世界へと視点を移し、それまでの考え方を粉々に打ち砕くほどの斬新な法則にたどり着きました。

これが量子力学の法則です。

要点

前半は量子力学の基本についておさらいです。

後半は量子もつれ、量子コンピュータのお話です。

詳細

・ガラス管に気体を閉じ込めて熱し、光を生じさせる実験で、光のスペクトルが帯状ではなくとびとびなのはなぜか？
⇒ ボーアが量子飛躍（軌道のジャンプ）で説明した。ボーアはアインシュタインと衝突。

・二重スリット実験。マックス・ボルンが「確率波」を提唱
・量子力学の基礎であるシュレディンガー方程式の正しさが実験で確認された。
　応用製品は現代文明を支えている。

・観測するまで決まらないか？観測する前から決まっているか？
　アインシュタインが「量子もつれは光速を超えることになる。これは物理法則に反する」と指摘。
　しかし量子もつれは実際に光速を超える（瞬時に伝わる）ことが実験で確認された。

・量子テレポーテーション
　・光子レベルでの情報のテレポーテーションには成功した。

・量子コンピュータ
　・0と1の両方を同時に持つことで一度に大量の処理が可能になる。
　・複雑な迷路を解いたり、気象を予測したりするのに役立ちそう。

感想、個人の意見

アインシュタインと量子力学の衝突は有名ですが、アインシュタインが量子もつれについて「情報の伝達が光速を超えるのはおかしい」と主張していたとは知りませんでした。
番組をなんとなく見ていると超光速で量子テレポーテーションできるかのように勘違いしそうになるのですが、よく観ると、「量子もつれは超光速（瞬時）だけど、それを利用した量子テレポーテーションは今の方法だと結局離れた位置で光速以下の通信が必要」のようです。このあたりはこのページの解説がわかりやすかったです。

確率波のイメージについては、液体のシリコーンのしずくの実験が１つのイメージになると思います。英語ですが実験の動画があります。

テレポーテーションは興味深いですが、人に対して使うとなると、コピー先の意識までコピー元の意識と同じなのかが気になるところです。
周囲からはうまく意識までコピーされたように見えても、実はオリジナルの意識は死んでしまってたりしないかということです。

元となっている書籍はこちらです↓

文庫宇宙を織りなすもの上: 時間と空間の正体 (草思社文庫)