0:00:07.630,0:00:10.628
空に向かってボールを[br]投げると考えてみて下さい

0:00:10.628,0:00:13.852
投げたボールの動きを[br]予想する事はできるでしょうか？

0:00:13.852,0:00:15.176
もちろん 簡単ですね

0:00:15.176,0:00:18.730
ボールは最高点に達するまで 上に行き

0:00:18.730,0:00:21.668
やがて下へ向かい 手の中に戻ってきます

0:00:21.668,0:00:23.386
これが実際に起こることですね

0:00:23.386,0:00:26.765
こういった事は[br]何度も目にしていてご存じでしょう

0:00:26.765,0:00:31.417
日常生活における物理を見てきたわけです

0:00:31.417,0:00:35.884
しかし原子の世界ではどうでしょうか

0:00:35.884,0:00:37.950
例えば水素原子の原子核の周りを回る

0:00:37.950,0:00:40.906
電子の動きはどんな風に見えるのでしょうか？

0:00:40.906,0:00:45.045
日常の物理学的な経験から[br]答えることができるでしょうか？

0:00:45.045,0:00:46.872
無理ですね でも なぜ？

0:00:46.872,0:00:51.474
この様な小さなスケールでは

0:00:51.474,0:00:55.224
普段目にするものを司っている

0:00:55.224,0:00:57.690
物理とは異なっているからです

0:00:57.690,0:00:59.703
私たちが知り なじんでいる日常世界は

0:00:59.703,0:01:03.702
古典力学に従って動きます

0:01:03.702,0:01:05.880
しかし原子レベルのシステムは

0:01:05.880,0:01:09.870
量子力学に従って動くからです

0:01:09.870,0:01:13.432
この量子の世界というのは大変不思議なところです

0:01:13.432,0:01:17.932
その奇妙さは 有名な思考実験である

0:01:17.932,0:01:20.090
「シュレディンガーの猫」で 説明されています

0:01:20.090,0:01:24.449
ある猫嫌いの物理学者が

0:01:24.449,0:01:30.148
ふたを閉めた後に50％の確率で爆発する爆弾を[br]猫と共に箱に入れました

0:01:30.148,0:01:32.756
私たちがふたを開けてみるまでは

0:01:32.756,0:01:35.281
爆弾が爆発したかどうかはわからず

0:01:35.281,0:01:40.531
猫が生きているかどうかもわかりません

0:01:40.531,0:01:43.834
量子物理の世界では 箱を開けて観察するまでは

0:01:43.834,0:01:46.606
この猫は重ね合わせの状態にあるといいます

0:01:46.606,0:01:51.656
生死どちらの状態であるともいえず[br]両方の可能性がある混合状態であり

0:01:51.656,0:01:54.678
それぞれ50％の確率なのです

0:01:54.678,0:01:58.842
同じようなことが量子スケールの[br]物理システムに起こります

0:01:58.842,0:02:01.611
例えば 水素原子の軌道を回る電子です

0:02:01.611,0:02:04.186
実際に電子が軌道を[br]回っているわけではありません

0:02:04.186,0:02:07.144
他の場所よりも存在する確率が高いというだけで

0:02:07.144,0:02:10.919
いつでも空間の至る所に存在し得るのです

0:02:10.919,0:02:13.000
私たちが位置を測定した後に初めて

0:02:13.000,0:02:15.876
その瞬間に存在する場所を示す事ができます

0:02:15.876,0:02:18.971
ちょうど 箱を開けてみるまでは

0:02:18.971,0:02:20.831
猫の生死が分からないのと同じことです

0:02:20.831,0:02:23.576
では奇妙かつ美しき

0:02:23.576,0:02:25.871
「量子もつれ」の現象を説明しましょう

0:02:25.871,0:02:31.157
今度は２つの箱にそれぞれ[br]猫を１匹ずつ入れたとします

0:02:31.157,0:02:34.820
この２匹の猫でシュレディンガーの猫の[br]実験を行ったとすると

0:02:34.820,0:02:38.780
その結果は次の４つのうちのどれかになります

0:02:38.780,0:02:41.869
どちらの猫も生きているか どちらも死んでいるか

0:02:41.869,0:02:45.700
１匹は生きていて他方は死んでいるか[br]あるいはその逆かもしれません

0:02:45.700,0:02:49.117
どちらの猫のシステムも重ね合わせの状態になり

0:02:49.117,0:02:53.644
今度は50％ではなく それぞれ25％の確率になります

0:02:53.644,0:02:55.897
ここでクールなのは

0:02:55.897,0:02:58.508
量子力学によると重ね合わせの状態から

0:02:58.508,0:03:03.984
どちらの猫も同じである状態を[br]消し去ってしまう事ができます

0:03:03.984,0:03:06.819
言い換えると２匹の猫からなる系で

0:03:06.819,0:03:12.502
つねに１匹の猫は生きており[br]もう片方は死んでいるものを想定できます

0:03:12.502,0:03:17.395
これを専門的には猫は[br]量子もつれの状態にあると呼びます

0:03:17.395,0:03:21.022
量子もつれに本当に驚かされるのはこれからです

0:03:21.022,0:03:25.011
２匹の猫のシステムをこの量子もつれの状態にして

0:03:25.011,0:03:28.957
２つの箱を宇宙の両端に動かしたとしても

0:03:28.957,0:03:32.752
同じような実験結果が得られるのです

0:03:32.752,0:03:37.617
結果を測定する前には

0:03:37.617,0:03:42.221
どちらの猫が生きているかを[br]決めることは全くできないのに

0:03:42.221,0:03:44.609
必ず１匹の猫は生きていて 他方は死んでいるのです

0:03:44.609,0:03:46.196
どうして可能なのでしょうか？

0:03:46.196,0:03:49.647
宇宙の反対側にいる猫の状態が

0:03:49.647,0:03:51.822
どうしてこの様に もつれるのでしょうか？

0:03:51.822,0:03:54.325
お互いに連絡を取るには遠く離れすぎているのに

0:03:54.325,0:03:57.526
どうやって２つの爆弾が共謀して

0:03:57.526,0:04:00.350
１つ爆発し残りは爆発しないのでしょうか？

0:04:00.350,0:04:01.496
こう思うかもしれませんね

0:04:01.496,0:04:03.806
「これはあくまで理論的な話であって

0:04:03.806,0:04:06.388
現実の世界で起こったりするものか」

0:04:06.388,0:04:08.923
しかし実はこの量子もつれは

0:04:08.923,0:04:12.157
現実世界の実験で確認されています

0:04:12.157,0:04:15.794
２つの亜原子粒子が重ね合わせの状態でもつれると

0:04:15.794,0:04:19.663
１つが一方向にスピンし[br]もう一方は必ず反対にスピンします

0:04:19.663,0:04:22.450
１つの粒子から別の粒子に情報を送る

0:04:22.450,0:04:25.986
方法はないにもかかわらず

0:04:25.986,0:04:30.007
もつれのルールに従ってスピンするのです

0:04:30.007,0:04:32.960
量子情報科学の根幹では もつれは

0:04:32.960,0:04:35.301
不思議なことではありません

0:04:35.301,0:04:39.486
急速に伸びるこの分野では[br]不思議な量子の世界の法則を

0:04:39.486,0:04:41.549
巨視的世界で利用する方法を研究しています

0:04:41.549,0:04:46.372
例えば量子暗号のおかげでスパイは安全に[br]メッセージのやり取りを行うことができ

0:04:46.372,0:04:49.479
また 量子コンピュータを使って[br]暗号を解読することもできます

0:04:49.479,0:04:53.743
日常の物理が量子の不思議な世界に[br]近づき始めたようです

0:04:53.743,0:04:56.992
量子テレポーテーションの研究が進めば[br]あなたの猫が

0:04:56.992,0:05:00.323
物理学者も箱も存在しない

0:05:00.323,0:05:03.169
より安全な銀河へ[br]逃げることができる日がくるのかもしれません