エンタングルメントは気持ちわるい!?
量子力学では、人間の直観には反するけれども、量子力学のルールに従えば正しいということがよくあります。エンタングルメントは、その一番簡単な例と言えなくもないでしょう。エンタングルメントとは、2つで1つの状態となっている量子的な状態をいいます。したがって一方を測定すると、他方の状態が瞬時に変化します。実は物理学科の3、4年生の学生たちにこれを教えると、「へんだ」と思う人は案外たくさんいます。つまり彼らは、一方の測定による影響がちょっとずつちょっとずつ別の場所へ伝搬していくはずだ、すると影響を伝えるためには何らかの媒質が必要だ、と考えてしまう。物質の相互作用を考える場合には、この描像は正しいのですが、これは量子力学による「測定」というまったく異なる操作なのです。ところが相互作用を知っているだけに妙に気持ちわるい、かえって受け入れ難いものになってしまうようです。
送ってしまってから送る情報を決める
このようなエンタングルメントという現象がなくてもできることは何か、またエンタングルメントを追加することで何ができるようになるのか等を考え、エンタングルメントがある場合とない場合の差をみるというテーマは、私が比較的長く取り組んでいる研究です。たとえば情報を送る場合、何を送るのかという中身を決めてから、送信する媒体に中身の情報を書き込んで送るのがふつうです。ところが量子通信では、とりあえず媒体を送っておいてから、あとで送る内容をじっくり考えて決めても構いません。具体的には、たとえばエンタングルメントしている2つの量子を用意して、片方をどこかへ送りましょう。これが媒体である量子を「送った」時点です。このような状態をつくっておいて後から量子テレポーテーションを使って中身を決めることができるのです。量子力学に従えば、エンタングルメントをうまく使うことによって、未来と現在の時間環境を逆転したようにも見えるようなことを、実際に行うことができます。ただし、あまりにもたくさんの時間順序の逆転はできないんだ、ということなどもだんだんわかってきています。
因果性のごまかしにおけるエンタングルメントの働き
このようにエンタングルメントという資源を使えば、白紙状態のまま送っておいて、後から結果をうまく仕込むことができます。ところがそうなると、これまで私たちが物事には順序が決まっており、順序通りにやらなければ失敗してしまうと考えていたことのうち、もしかするといくつかはそうではない、あるいは並行して行っても構わないということが明らかになってきます。本当にそれは終わるまで待ってからでなくては次へ進めないのか、逆にこの順序は絶対変更できないというところはどこだろう、というのも気になります（笑）。つまり量子力学によってルールが変わると、多少やっていいことのルールが変わる。日本人が海外へ行くと、常識だと思っていたことが実はそうでもなくて、そのような常識の枠を決めていることに何の根拠もなかったんだということはよくありますね。保守的になると、今までの経験の範囲内でそんなもんだと思って、ほんとうは外側にあった大きな機会を逃してしまう。固定観念を破るのはすごく楽しいですね。
