2019年9月18日
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中国の科学者、光の二重性を制御できる量子の重ね合わせを実現

光の波動性と粒子性を制御できる量子重ね合わせ実験で、一対のもつれ光子対(青い球体)が実験主体の光子(赤い球体)の波動性と粒子性を遠隔制御する。光の波動性と粒子性の制御可能な量子重ね合わせ特性は、下の背景の干渉パターンによって表される。(南京=新華社配信/南京大学提供)

【新華社南京9月3日】光が「波」と「粒子」という二重性を持つことは知られているが、これらの量子の重ね合わせ状態を制御することは可能なのか。中国の南京大学は3日、同大学物理学院の馬小松(ば・しょうしょう)教授率いる研究チームが、単一光子の波動性と粒子性の非局所的で制御可能な重ね合わせを初めて実証したと発表した。研究成果は2日、国際的科学誌「Nature Photonics」に掲載された。

馬氏は「この実験は古典物理学と量子物理学の異なる時空概念を物語っている。古典物理学の概念では、量子物理学の現象を理解できない」と述べ、研究チームがホイーラーの遅延選択実験を元に、新たな非局所性量子遅延選択実験を行ったと説明した。論文の筆頭著者で、同大学博士課程生の王凱(おう・がい)氏は「今回、アインシュタインが考えた『局所性』の条件に厳密に従った量子遅延選択実験ができたことで、ホイーラーの遅延選択実験の抜け穴を補った」と語った。

馬氏はまた、この実験によって、光が「波」や「粒子」の性質を持つ量子を同時に重ね合わせられることだけでなく、この「波と粒子」量子の重ね合わせ状態が制御可能であることも証明したと説明。量子光学と量子情報処理に新たな方法を提供したとの考えを示した。