量子もつれは「瞬間」ではなく誕生には232アト秒のタメ時間があった

「量子もつれ」はなぜ“瞬時”と信じられてきたか

量子もつれとは、二つの粒子がお互いに密接に関係し、一方の粒子の状態を知ればもう一方の状態も瞬時に分かってしまうという特異な現象です。

一度もつれた粒子はもはや個別に記述することができず、あたかも一つのシステムのように振る舞います。

ウィーン工科大学（TUウィーン）のヨアヒム・ブルグドルファー教授は量子もつれを「粒子はそれぞれ固有の性質を持たず、共通の性質しか持たない、と言うこともできます。数学的に見れば、たとえ二つの粒子が空間的に離れていても、両者は切り離せない一つの存在なのです」と説明しています。

しかし量子もつれは量子暗号や量子コンピューターなどへの応用を目指して「できるだけ長く維持する」方向で研究されることが多く、生成過程についてはあまり詳しく調べられていませんでした。

実際、これまでの研究でも量子もつれの生成過程は理論的に瞬時と近似されることが大半でした。

しかし「ゼロ」と「ゼロに近い」には大きな違いがあります。

そこで今回の研究チームは、「量子もつれがそもそもどのようにして生じるのか、その超短時間スケールでの物理現象を解明したい」という新たな視点で研究を立案しました。

そのために必要なのは、通常は目に見えない超高速の過程を調べる技術です。

この課題に挑むべく、オーストリアのウィーン工科大学を中心とする国際チームは、最新のシミュレーション技術を駆使してアト秒（10^−18秒）という時間スケールで量子現象を“可視化”する方法を開発しました。

その結果、量子もつれ誕生の時間スケールを理論的に可視化することに成功したのです。