長距離の量子テレポーテーションを実証/iStock

　より速く、より安全で、より大容量。NASAのジェット推進研究所やアメリカ・カリフォルニア工科大学をはじめとする研究グループは既存のネットワークを使用することにより、44キロ離れた地点へ量子ビットを転送することに成功したという。

　長距離量子テレポーテーションは、不可思議な量子のメカニズムを利用した量子インターネットの扉を開くかもしれない。

　
・量子ビットと量子ネットワーク

　既存のコンピューターはオンとオフ（すなわち1と0）で表される「ビット」によって膨大な計算を行っている。

　一方、量子粒子には「重ね合わせ」という状態があり、1か0かだけでなく、その両方の状態を表すことができる。これが「量子ビット」という情報単位で、昨今巷を賑わせている量子コンピューターもこれを利用している。

　この情報単位をやり取りする「量子ネットワーク」を実現するには、今私たちが日常的に使っているインターネットが動作しているのとまったく同じように、量子ビットを遠くまで送信できねばならない。しかし量子力学的な現象を利用したデータ送信は、普通のケーブルで信号を送信するよりもずっと複雑な作業になる。


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・量子テレポーテーションの課題

　その基礎となるのが「量子テレポーテーション」だ。量子的にもつれた（量子もつれ）2つの粒子は互いに強く依存しており、片方の状態を観測すれば、もう片方の状態も直ちに確定されてしまう。この性質を利用すれば、理論上は遠く離れた場所に情報を瞬時に転送することができる。



　だが現実に量子テレポーテーションを行うには、いくつもの難題を克服せねばならない。

　たとえば「量子複製不可能定理」にしたがうなら、量子情報を正確にコピーすることはできない。したがって、量子テレポーテーションを利用した長距離通信は、それほど信頼できないものである可能性がある。


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・長距離間の正確な情報転送に成功

　しかし『PRX Quantum』（12月4日付）に掲載された研究によれば、既存の技術を利用することで、44キロ離れた地点へ量子ビットを転送することに成功したという。

　特筆すべきは情報の90%が正確に転送されたことだ。これほどの長距離をこの正確さで転送できたのは史上初で、未来のコンピューターや通信の実現へ向けた大きな一歩であるとのことだ。

　それでも量子粒子はまだまだ扱いにくい代物で、正確なデータ通信を行うにはもっと精度を高める必要があるようだ。さて、量子インターネットが登場するのは何Gになった頃だろうか？

　研究グループの直近の計画としては、来年第二四半期までにシステムのアップグレードが行われ、よりいっそうの改善が図られるとのことだ。

References:inqnet / iflscience/ written by hiroching / edited by parumo