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quantumに関するhobbiel55のブックマーク (75)

  • 堀田昌寛先生の書籍『入門 現代の量子力学』の致命的な誤りについて|Kenji Nakahira

    堀田先生の書籍『入門 現代の量子力学』のまえがきでは,「情報理論の観点からの最小限の実験事実に基づいた論理展開で、確率解釈のボルン則や量子重ね合わせ状態の存在などを証明する」と書かれています。堀田先生が提示された前提から量子論の数学的構造がただ一つに定まることを演繹的に導けるとのことです。私は,その主張には致命的な誤りがあることをいくつかの記事で述べてきました。 ほかの人が私の記事と堀田先生の記事の両方を読んで内容を理解することはきっと大変な作業であるため,結局どちらの主張が正しいのかがよくわからなかった人が少なからずいらっしゃったのではないかと思います。そこで,この記事では,堀田先生が提示されている前提のみからは量子論の数学的構造を演繹的に導くことは不可能であることを,量子論の基礎知識があればこの記事のみからほぼ完全に理解できるように,ていねいに説明します。 補足:今回の記事の主張は,こ

    堀田昌寛先生の書籍『入門 現代の量子力学』の致命的な誤りについて|Kenji Nakahira
  • グーグルの量子コンピュータ用チップ「Willow」がゲームチェンジャーである理由 | Forbes JAPAN 公式サイト(フォーブス ジャパン)

    この2年間、IBM、グーグル、マイクロソフト、インテルなど各社が主催する教育セミナーや個別説明会を通じて、この技術に関する理解を深めてきた。その過程で、量子コンピューティングがヘルスケアや金融、科学研究などあらゆる分野を一変させる可能性を秘めていること、そしてそれが今後のコンピューティング分野でどのような役割を果たし得るかが、より明確になった。ただし、これまで量子コンピューティングが主流になれなかったのは、大規模化によって生じるエラーや実用性の確保といった深刻な課題が立ちはだかっていたためだ。 米国時間12月9日に、グーグルが最新の量子プロセッサ「Willow(ウィロー)」を発表したことは、この分野における大きな飛躍を示している。そのスペックや機能から判断するに、Willowは量子コンピューティングを単なる技術的好奇心の対象から、実用的なツールへと押し上げる可能性を持つブレークスルーだ。

    グーグルの量子コンピュータ用チップ「Willow」がゲームチェンジャーである理由 | Forbes JAPAN 公式サイト(フォーブス ジャパン)
  • 「シュレーディンガーの猫状態」が約23分も生き残る。原子核スピンの重ね合わせ驚異的持続【研究紹介】 レバテックラボ(レバテックLAB)

    中国科学技術大学に所属する研究者らが発表した論文「Minutes-scale Schrödinger-cat state of spin-5/2 atoms」は、量子状態の「シュレーディンガーの」を、約23分間にわたって維持することに成功した研究報告である。これは、通常では極めて壊れやすい「量子重ね合わせ」状態を、長時間維持できることを実証した成果である。 シュレーディンガーの状態とは、量子力学における重要な概念で、相反する状態が重なり合って存在する状況を指す。古典的な例えでは、箱の中のが生きているか死んでいるかを確認するまで、両方の状態が同時に存在するとされる思考実験が知られている。 このような量子重ね合わせ状態は、通常、環境からのわずかな影響で簡単に壊れてしまう。特に原子を捕捉する格子状の光の檻(光格子)の中では、レーザー光の強度むらが量子状態を乱す大きな要因となる。 研究チーム

    「シュレーディンガーの猫状態」が約23分も生き残る。原子核スピンの重ね合わせ驚異的持続【研究紹介】 レバテックラボ(レバテックLAB)
  • エントロピー増大の3つの計算式、量子系では一致しない新発見 従来の常識を覆す 米研究者らが発表

    このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」(シームレス)を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 X: @shiropen2 米メリーランド大学と米ロチェスター大学に所属する研究者らが発表した論文「Non-Abelian Transport Distinguishes Three Usually Equivalent Notions of Entropy Production」は、量子系において、従来同等と考えれてきた3つのエントロピー増大の計算式が異なる結果を示すことを証明した研究報告である。 (関連記事:“エントロピー増大”を永遠に回避できる? 量子系が示す新たな数学的証明、米コロラド大学が報告) 水に浮かぶ氷が溶ける過程では、氷と水の間で熱が交換され、無秩序さが増大する

    エントロピー増大の3つの計算式、量子系では一致しない新発見 従来の常識を覆す 米研究者らが発表
  • 「量子もつれ」で空っぽの空間からエネルギーを抽出→瞬間移動→後で使えるよう保存に成功 米研究者が発表

    このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」(シームレス)を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 X: @shiropen2 米パデュー大学と米ノースカロライナ州立大学に所属する研究者らが発表した論文「Extracting and Storing Energy From a Quasi-Vacuum on a Quantum Computer」は、量子力学の性質を利用して、一見空っぽに見える空間からエネルギーを抽出し、瞬間移動させ、さらには貯蔵する方法を実証した研究報告である。 量子力学の世界では、完全に空の空間は存在しない。どんなに何もない場所でも、量子場の微小な揺らぎ(真空の量子揺らぎ)が常に存在する。これは、ハイゼンベルクの不確定性原理に基づく現象で、エネルギーと時間の

    「量子もつれ」で空っぽの空間からエネルギーを抽出→瞬間移動→後で使えるよう保存に成功 米研究者が発表
  • 来たるべき量子コンピューターの時代に向けて一般人が知っておくべき「ポスト量子暗号」の基礎知識まとめ

    世界中の研究機関や企業が、従来のコンピューターでは複雑すぎて解けない問題を解ける量子コンピューターの開発競争を繰り広げており、中には「量子コンピューターは既にRSA暗号を解読できるようになっている」と主張する研究者もいます。登場が時間の問題ともいわれている量子コンピューターと、量子コンピューターによる暗号解読に対抗するために開発が進められている「ポスト量子暗号(PQC)」についてのFAQを、アメリカ国立標準技術研究所(NIST)がまとめました。 ・目次 ◆1:そもそも量子コンピューティングとは? ◆2:ポスト量子暗号化アルゴリズムとは? ◆3:「ポスト量子暗号」と「量子暗号」の違いは? ◆4:そんな危険な量子コンピューターがなぜ開発されているのか? ◆5:現行の暗号化技術とそれを量子コンピューターが解読する仕組み ◆6:ポスト量子暗号はどう役に立つのか? ◆7:なぜ今からポスト量子暗号の開

    来たるべき量子コンピューターの時代に向けて一般人が知っておくべき「ポスト量子暗号」の基礎知識まとめ
  • 量子コンピューター 大阪大学と富士通“新たな計算方式考案” | NHK

    次世代のコンピューターとして期待されている量子コンピューターについて、大阪大学と富士通は、実用化につながる新たな計算方式を考案したと発表しました。 この方式を用いればこれまで考えられていたより小さな計算機で従来のスーパーコンピューターを上回る計算ができる可能性があるということで、実用化を早める成果として注目されます。 実用化へ向けた研究開発が進む量子コンピューターは、桁違いに高い計算能力を持つとされていますが、性能を高めるには頭脳にあたる「量子ビット」を大規模化する必要があり、開発の課題となっています。 大阪大学と富士通のチームは、新たに考案した計算方式を用いることで「量子ビット」を従来ほど大規模化しなくてもスーパーコンピューターを上回る実用的な計算ができる可能性があると発表しました。 具体的には従来の方式で考えられていた100万量子ビットより1桁以上小さい6万量子ビットまで小型化できると

    量子コンピューター 大阪大学と富士通“新たな計算方式考案” | NHK
  • 何度でも言う。AI開発に「失敗したので諦めます」は絶対にない。

    俺は量子コンピュータを研究してたからわかる。 意味がわからないか? お前らはAI以外の科学研究分野になんて興味もないから知らないんだろうが、この業界には「もはやだれもできると信じてないけど、政治的にやり続けなければいけない研究」というものがある。 量子コンピュータがそうで、20年前には「無理。できない。ほぼ間違いなく」という答えが出てる。 それでもなぜ研究を辞められないか? 「ほぼ」でなく「絶対」でない限り、もし万が一にも億が一にも「敵対勢力」に先に開発されたら安全保障に重大なリスクが出るから、というだけの話だ。 かつての原爆や宇宙開発と同じだ。 違うのは、これらがある程度の結果にたどりつくことで開発競争にもケリがついたことと違って、量子コンピュータはどこまで行っても何にもならないから、ただ無駄に研究費をうだけなこと。 成果が出ていると強弁するために、「量子超越性」などと20年前はなかっ

    何度でも言う。AI開発に「失敗したので諦めます」は絶対にない。
  • 量子力学におけるミクロとマクロの境目|Masahiro Hotta

    マクロ世界も量子論で記述できることは、量子力学という理論の重要な主張です。実際の実験でも、ミクロ系からどんどんと系のサイズは大きくなっており、顕微鏡で目で見える程度の系でも量子的な重ね合わせ状態が簡単に作られ、その干渉効果を観測できるようになりました。このメソスコピック系やオプトメカニカル系と呼ばれる系のサイズ拡大の記録は世界中で日々更新されているような状況です。今まで量子力学がマクロ系で破れる兆候は、実験では全く見えていません。 かなりマクロ系に近い物理系でも量子力学の正しさが実証されていることは、量子力学の予言の1つでもあるスケーラブルな量子コンピュータの可能性をより信頼できるものにしています。 しかし波動関数の収縮を自発的に起きる物理的な現象として理解を試みる非標準的な理論も、世の中にはいくつかあります。そのような理論では、ミクロとマクロの自由度の間にある閾値を仮定したりします。対象

    量子力学におけるミクロとマクロの境目|Masahiro Hotta
  • 「時間」とはなにか?→「量子もつれ」によって作られた“副産物”かも イタリアの研究者らが提唱

    このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」(シームレス)を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 X: @shiropen2 イタリアのフィレンツェ大学などに所属する研究者らが発表した論文「Magnetic clock for a harmonic oscillator」は、時間が量子もつれから生じるという理論モデルを提唱した研究報告である。研究チームの計算結果は、時間が物理的現実の基的な要素ではなく、量子もつれの結果として生成されたものである可能性を示唆している。 (関連記事:「なぜ時間は過去→未来にしか進まない?」を“量子もつれ”で説明か 未解決問題「時間の矢」に切り込む) 一般相対性理論では、時間は宇宙の構造に組み込まれており、この物理的現実は時空に設定されている。こ

    「時間」とはなにか?→「量子もつれ」によって作られた“副産物”かも イタリアの研究者らが提唱
  • 単一原子が「量子的な波」に変化する様子を視覚的に捉えることに成功! - ナゾロジー

    単一原子が量子的な波として広がっていく1920 年代、のパラドックスで知られるシュレディンガーは、波動方程式によって粒子が持つ波と粒子の二重性を表現することに成功しました。 新たな研究では単一の原子が波のように振る舞う様子を鮮明な画像として記録することに成功しています。 量子の奇妙な世界では、粒子は特定の場所に固まって「存在する」のではなく、空間のなかで「存在確率が分布する」というあやふやな状態にあることが知られています。 ですがシュレーディンガーの波動方程式を使うと、ある粒子が特定の場所に存在する確率密度を導き出すことが可能になります。 単一原子が量子的な波として広がっていく / Credit:Joris Verstraten et al . In-situ Imaging of a Single-Atom Wave Packet in Continuous Space . arXiv

    単一原子が「量子的な波」に変化する様子を視覚的に捉えることに成功! - ナゾロジー
  • 24年4月の量子コンピュータ業界の動向がよくわからんというので書いてみました。 | blueqat

    昨年から量子コンピュータ業界は大きな転換期に入りました。これまで人類には難しすぎるという量子コンピュータはみんなで四苦八苦しながら開発をしてきたと思います。具体的な沿革としては、 1、2012年に簡易型量子コンピュータみたいな量子アニーリングマシンが出る。 2、量子アニーリングマシンは2016年をピークに2018年ごろに廃れる。(デスクトップパソコンと大差ないことがわかる) 3...

    24年4月の量子コンピュータ業界の動向がよくわからんというので書いてみました。 | blueqat
  • 量子力学に「観測問題」は存在しない|Masahiro Hotta

    前世紀には観測問題を論じる人が多かったのですが、標準的な量子力学にはそのような観測問題はなかったことが現在では分かっております。例えば以下のように理解されています。 (1)波動関数の収縮について: 量子力学は情報理論の一種であり、波動関数は古典力学の粒子のような実在ではなく、情報の集まりに過ぎません。測定によって対象系の知識が増えることで、対象系の物理量の確率分布の集まりである波動関数も更新されるのが波動関数の収縮です。 「系を観測をすると、その波動関数(または状態ベクトル)は収縮し、その変化はシュレディンガー方程式に従わない」と聞いて、前世紀の「観測問題」に目覚めてしまって、「波動関数とは?収縮とは?」と懊悩してしまっている物理学徒は、まず箱の中の古典的なサイコロの目の確率を考察してみて下さい。 この場合は古典的な確率で、実際には箱の中のサイコロの目は決まっていますが、ここで問題とすべき

    量子力学に「観測問題」は存在しない|Masahiro Hotta
  • Microsoftがバッテリー内のリチウムの約70%を置き換えられる材料をわずか数日で発見、Azure Quantum Elementsを使ったシミュレーションとAIモデルで実行

    リチウムイオン電池は、現代社会でスマートフォンや電気自動車などに広く使用される一方で、破裂や火災につながる危険性が指摘されています。2024年1月9日にMicrosoftとパシフィック・ノースウエスト国立研究所(PNNL)は共同で、既存のリチウムイオン電池よりも破裂しにくい可能性のある新たな固体電解質を用いたバッテリー材料を発見したことを発表しました。今回の発見には、Microsoftの量子コンピューティングサービス「Azure Quantum Elements」が用いられました。 Discoveries in weeks, not years: How AI and high-performance computing are speeding up scientific discovery - Source https://news.microsoft.com/source/featu

    Microsoftがバッテリー内のリチウムの約70%を置き換えられる材料をわずか数日で発見、Azure Quantum Elementsを使ったシミュレーションとAIモデルで実行
  • 東京大学が「因果を打ち破って充電」する量子電池を発表 - ナゾロジー

    因果を破って充電します。 東京大学で行われた研究により、因果律の壁を打ち破る新たな手法によって、従来の量子電池の性能限界を超えることに成功しました。 これまで私たちは古典的な物理学も量子力学でも「AがBを起こす」と「BがAを起こす」いう因果律が存在する場合、一度に実行できるのは片方だけであると考えていました。 しかし新たな充電法では、2つの因果関係を量子的に重ね合わせる方法が用いられており、「AがBを起こす」と「BがAを起こす」という2つの因果の経路から同時に充電することに成功しました。 研究者たちはこの方法を使えば、既存の量子電池の充電能力を高めることができると述べています。 しかし因果律を破るとは、具体的にどんな方法なのでしょうか? 今回はまず因果律を打ち破る不確定因果順序(ICO)と量子電池の基的な仕組みを解説し、その後、2つの量子世界の現象を組み合わせた今回の研究結果について紹介

    東京大学が「因果を打ち破って充電」する量子電池を発表 - ナゾロジー
  • 量子コンピューター超えの計算能力…東京理科大が開発した「LSIシステム」がスゴイ ニュースイッチ by 日刊工業新聞社

    東京理科大学の河原尊之教授らの研究チームは、回路線幅22ナノメートル(ナノは10億分の1)の相補型金属酸化膜半導体(CMOS)を使い、現在の量子コンピューターを超える計算能力を持つ大規模集積回路(LSI)システムを開発した。創薬や材料開発などに生かせる「組み合わせ最適化問題」を低消費電力かつ高速に解く。複数のチップを並列動作させることで機能を拡張し、大型の設備が必要なクラウドサービスを使わずに大規模な計算を可能にする。 河原教授らが開発したのは、複数のLSIチップをつないで機能を拡張できるスケーラブルな全結合型の「イジングLSIシステム」。これまで1チップ内に収まっていた演算機能を、複数の汎用CMOSに分けて接続することで拡張可能なことを実機で実証した。 22ナノCMOSで作製した演算LSIチップ36個と制御用FPGA(演算回路が自由に書き換えられる半導体)1個を搭載。現状のゲート方式の量

    量子コンピューター超えの計算能力…東京理科大が開発した「LSIシステム」がスゴイ ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
  • 燃料がいらない!?日本を含む研究チームが史上初の「量子エンジン」試運転に成功! - ナゾロジー

    EMドライブと違って、こっちは物です。 沖縄科学技術大学院大学(OIST)などで行われた研究により、量子状態の変化によって仕事量をうみだす量子エンジンの史上初の実証が行われました。 量子エンジンは通常のエンジンとは異なり、燃料や酸素といった外部の供給を必要とせず、密閉されたピストン内部の量子状態の変化だけで仕事量を持続的に出力することが可能です。 通常のエンジンがガソリンの爆発という古典的な物理現象に依存するならば、量子エンジンは量子状態の変化という量子力学的な物理現象からエネルギーを抽出していると言えるでしょう。 量子コンピューターは演算能力において魔法のような能力を発揮しましたが、量子エンジンではいったいどんな仕組みでエネルギーを出力しているのでしょうか? 研究内容の詳細は2023年9月27日に『Nature』にて「BEC-BCSクロスオーバーによる量子エンジン(A quantum

    燃料がいらない!?日本を含む研究チームが史上初の「量子エンジン」試運転に成功! - ナゾロジー
  • 「反重力は存在せず」実験で結論 国際研究チーム - 日本経済新聞

    通常の物質と電気的に反対の性質を持つ「反物質」が、地球の重力によって落下することを欧米・カナダなどの国際研究チームが実験で確かめた。反物質には重力が引力ではなく反発力として働くとの説もあったが、今回の研究でそうした「反重力」が存在しないことが確定したとしている。成果は28日付で英科学誌ネイチャーに掲載された。スイス・ジュネーブにある欧州合同原子核研究機関(CERN)を拠点に反物質の研究を進める

    「反重力は存在せず」実験で結論 国際研究チーム - 日本経済新聞
  • 量子世界の謎「シュレーディンガーの猫」現象を〝肉眼で見えるサイズ〟で再現する装置が開発される | AppBank

    粒子が「重なりあった状態」を再現 スイス連邦工科大学チューリッヒ校の物理学者は、量子コンピュータでよく使われる超伝導回路に共振器を結合し、エルヴィン・シュレーディンガーの有名な思考実験「シュレーディンガーの」を前例のないスケールで再現しました。重ね合わせの状態は、私たちの日常的な経験にはないものです。サッカーボールが落ちるのを見れば、ストップウォッチでその落下速度を追跡することができます。最終的な落下位置も明確で、飛行中の回転も一目瞭然です。サッカーボールが落下するときに目をつぶっても、これらの位置や挙動が異なるとは考えられません。しかし、量子物理学では、ボールが地面に落ちているのを見るまでは、位置、スピン、運動量などの特徴は確定しないのです。 これは量子物理学のコペンハーゲン解釈と呼ばれるもので、目に見えないシステムは、最終的な状態が観測されるまで、あらゆる可能性を秘めた状態で存在する

    量子世界の謎「シュレーディンガーの猫」現象を〝肉眼で見えるサイズ〟で再現する装置が開発される | AppBank
  • 【森山和道の「ヒトと機械の境界面」】 量子コンピュータって何?今はどこまで開発が進んでいる?話題を総まとめ

    【森山和道の「ヒトと機械の境界面」】 量子コンピュータって何?今はどこまで開発が進んでいる?話題を総まとめ