JP5616380B2 - 情報伝達装置及び情報伝達方法 - Google Patents
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Description
E(1,2)=PHH(1,2)+PVV(1,2)−PHV(1,2)−PVH(1,2)
|E(1,2)+E(1’,2’)+E(1’,2)−E(1,2’)|=2 式3
PHH(1,2)=PVV(1,2)=1/2cos2(θ1−θ2)及び
PHV(1,2)=PVH(1,2)=1/2sin2(θ1−θ2)
ここで、θ1はPBS1の角度であり、θ2はPBS2の角度である。
|E(1,2)+E(1’,2’)+E(1’,2)−E(1,2’)|=2v2
単純に、我々は遠隔信号機にエンタングル光子の波動関数を水平及び垂直成分に収縮させ、そして遠隔受信機にその相補物を観測させて、バイナリコミュニケーションのスキームをセットアップすることはできない。観測行為は不確定であり、信号機が水平状態に収縮させたくとも、彼はこれを時間の半分で達成するのみであろう。シグナルは全面的にノイズに埋もれるようになる。ベルのチャネルに未だ懐疑的な相対論者達は、この限界を、まるで因果律及び物事のスキーム上の彼等の神聖不可侵な思考を守るかのように大喜びする。
図2に示した干渉計と変調器を2つ用いることによって、全二重量子チャネルがセットアップされることができる。このチャネルは「介入者攻撃」に対して安全である。なぜなら情報はチャネルの両端のみに存在するからである。いかなる非コヒーレント測定も波動関数を収縮させ、ランダムなノイズのみが残される。正確な位相長を伴わないコヒーレント測定は、エンタングル光子のみが知覚されるので、一定のバイナリ数を生ずる。伝達ステーションどうしの距離がよく知られているため、位相長が推測されることができた場合、チャネルへの進入は大規模で明らかな混乱をもたらし、シグナル伝達の損失をもたらす。よってモニタリングは安全性へのこの侵害をとらえることができる。
ベルの理論及びアスペの実験に付け加えて、情報の瞬間伝送のための装置と議論が示されてきた。当然、相対論との矛盾について心配はあるが、確率の保存を保証するためには、自然は常に情報を超光速に送信しているに違いないことが示されるだろうし、合理的で一貫する宇宙の観念が生じる。実験は既に存在しており、それは繰り返しコヒーレント審問/無侵襲計測のような純粋な情報のみを運ぶ「量子ポテンシャル(非特許文献3参照)」の効果を示している。ここにおいて、波動関数は検査対象へのエネルギーの転送無しに実験環境を探る。不可避的に、時空間の我々の観念は以下に示す提示によって変えられるはずである。
この論文に形成されようとしている概念は、物理学における現実の対象としての波動関数の優位性であり、物理学における時空間の理解の現状への、超光速にコミュニケートするその能力の影響である。量子非侵害測定の分野(非特許文献8、9参照)であるから、波動関数の現実世界の物理的影響が疑われることはできない。これの本質は、下記の概略図に示される。
ローレンツ変換は、光シグナルの伝送時間(Vt’γとVx’γ/c2)に帰する項を有していると理解されている。そして総てのローレンツ群は、双曲幾何学の時空間の回転とみなされる。絶対的な時空間の概念は去る。これが我々の「現実」観である。われわれが言わんとすることは、光速のシグナル(そこではチャージされていない!)にとって物理学は正しいが、改良された時間計測システムが、ベルのチャネルを用いるクロックで作られることができるということである。我々はx=x’γ及びt=t’γという変換を提案する。それは、物理学(例えば遅延ポテンシャルに対応すること)には使用できないが、哲学的に正しい。
超光速効果と波動関数の物理的実存は、我々に時空間の概念の変更を迫る。浮かび上がることは、長さと時間膨張効果を伴う、波動関数の光速以下の、3次元における動きの優位性である。波動関数は、空間にわたって量子粒子についての情報を運び、観測装置のような他の量子システムと相互作用する。我々は観測された時に何かが粒子であると言い、エネルギーや運動量のような一般的な概念がそれに帰される。この古典的で知的な古い考えは、最重要な概念としての波動関数の観点から我々が本当は考えなければならない時に、空間を移動する粒子の観点から我々に考えさせる。Ψ*EΨのようなそれへの操作は、情報そして物理学から、システムの物理的観測量を定義する。
A(x,y,z,t)=S(x,y,z)−hνt
=S−Et
我々は超光速コミュニケーション/暗号化方法を議論してきた。量子ポテンシャルは、純粋な情報であり質量エネルギーを有しないにもかかわらず、現実で、それの工業的利用は考慮されるべきである。地球の周りを驚くべき早さで情報、スピーチ、及び絵を送ることを発見したマクスウェル、ヘルツ、マルコーニ、及びロジー・ベアードを迎えた1世紀前の驚きと同様に、その他のトリックが自然から締め出されたように思われる。ツァイリンガーら(非特許文献8、9参照)は非浸襲実験について議論してきた。そこでは、(限界において)実際に物体にエネルギーを与えることなく、X線が光源をイメージするのに用いられた。おそらく、医学的なイメージングに大きな恩恵となろう。暗号を理解すること、保存すること、及び研究することは、急成長する量子コンピュータの分野(非特許文献11参照)にとっても重要である。
Claims (18)
- 粒子の複数対を発する情報粒子源であって、一対における第1の粒子は第1の場所に向けて発せられ、前記対における第2の粒子は第2の場所に向けて発せられる情報粒子源と、
前記第1の場所に設けられたフィルタであって、前記第1の場所は、各々の粒子対の前記第1の粒子が前記フィルタに吸収される経路上位置と、各々の粒子対の前記第1の粒子が前記フィルタに吸収されない経路外位置とを含み、前記経路上位置と前記経路外位置との間を移動するフィルタと、
前記第2の場所に設けられた検出装置であって、相対的に短いコヒーレンス長を有する入射粒子と、相対的に長いコヒーレンス長を有する入射粒子とを判別する検出装置と
を含む、情報伝達装置。 - 前記情報粒子源は少なくとも三順位原子構造を有する物質のサンプルを含み、
電子が前記構造の中で第1順位から第2順位に移動する時に、前記第1及び第2の粒子の一方が発せられ、前記電子が前記構造の中で前記第2順位から第3順位に移動する時に、前記第1及び第2の粒子の他方が発せられる、請求項1に記載の情報伝達装置。 - 前記検出装置は、
スプリッタと、
検出器と、
前記スプリッタと前記検出器との間に定義された第1及び第2の経路と
を含み、
前記第1の経路の経路長は前記第2の経路の経路長より長く、
前記スプリッタに粒子が衝突し、前記粒子の波動関数が前記第1及び第2の経路の両方に向けられた場合、前記第1及び第2の経路に向けられた波動関数の部分どうしが、前記検出器の近傍、又は前記検出器において互いに干渉する、請求項1又は2に記載の情報伝達装置。 - 前記情報粒子源は、波動関数が互いにエンタングルされた粒子の対を発する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報伝達装置。
- 前記情報粒子源から前記フィルタまでの経路長は、前記情報粒子源から前記検出装置までの経路長よりも短い、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報伝達装置。
- 一対の経路長モジュールが設けられ、前記経路長モジュールのそれぞれは入力と出力を有し、それらの間に経路長を定義し、
前記一対の経路長モジュールのそれぞれの前記経路長は互いに実質的に等しく、前記経路長モジュールの観察者から隠されており、
前記経路長モジュールの一つは、前記情報粒子源から前記フィルタに進む粒子がそこを通るように配置され、
前記経路長モジュールの残りの一つは、前記情報粒子源から前記検出装置に進む粒子がそこを通るように配置されている、請求項5に記載の情報伝達装置。 - 前記情報粒子源から発せられる前記粒子は光子である、請求項6に記載の情報伝達装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の情報伝達装置を2つ含み、
第1の情報伝達装置の前記フィルタが第2の情報伝達装置の前記検出装置の近傍に配置され、前記第2の情報伝達装置の前記フィルタが前記第1の情報伝達装置の前記検出装置の近傍に配置されるよう、前記第1及び第2の情報伝達装置が配置された情報伝達装置。 - 情報粒子源が粒子対を発するステップであって、それぞれの対の一方の粒子が第1のフィルタが存在する場所に向けられ、それぞれの対の他方の粒子が第1の検出装置に向けられるステップと、
前記場所は、それぞれの粒子対の前記一方の粒子が前記第1のフィルタを通過する経路上位置と、それぞれの粒子対の前記一方の粒子が前記第1のフィルタを通過しない経路外位置とを含み、前記第1のフィルタが前記経路上位置と前記経路外位置との間を動くステップと
前記第1のフィルタが、前記経路上位置において前記第1のフィルタに入射する粒子を吸収するステップと、
前記第1の検出装置が、相対的に短いコヒーレンス長を有する入射粒子と、相対的に長いコヒーレンス長を有する入射粒子とを判別するステップと
を含む情報伝達方法。 - 前記情報粒子源は、少なくとも三順位原子構造を有する物質のサンプルを含み、
前記構造内で電子が第1順位から第2順位に移動する時に、前記粒子対の粒子の一方が発せられ、前記構造内で電子が第2順位から第3順位に移動する時に、前記粒子対の粒子の他方が発せられる、請求項9に記載の方法。 - 前記第1の検出装置は、
スプリッタと、
検出器と、
前記スプリッタ及び前記検出器の間に定義された第1及び第2の経路と
を含み、
前記第1の経路の経路長は前記第2の経路の経路長よりも長く、
粒子が前記スプリッタに衝突し、前記粒子の波動関数が前記第1及び第2の経路の両方に向けられた場合、前記第1及び第2の経路に向けられた前記波動関数の前記部分どうしが、前記検出器の近傍又は前記検出器において互いに干渉する、請求項9又は10に記載の方法。 - 前記情報粒子源から前記第1のフィルタまでの経路長は、前記情報粒子源から前記第1の検出装置までの経路長よりも短い、請求項9乃至11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1のフィルタを前記経路上位置に配置することは第1のバイナリ状態をコミュニケーションするために用いられ、前記第1のフィルタを前記経路外位置に配置することは第2のバイナリ状態をコミュニケーションするために用いられる、請求項9乃至12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記情報粒子源から前記第1のフィルタに進む粒子が、それぞれが入力と出力を有しそれらの間に経路長が定義される一対の経路長モジュールの一つを通過し、前記情報粒子源から前記第1の検出装置に進む粒子が前記一対の経路長モジュールの残りの一つを通過するステップと
を含み、
前記一対の経路長モジュールのそれぞれの前記経路長は互いに等しい、請求項9乃至13のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1のフィルタは第2の検出装置の近傍に配置され、第2のフィルタが前記第1の検出装置の近傍に配置される、請求項9乃至14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の検出装置及び前記第2のフィルタの場所にある送受信機が、前記第2の検出装置及び前記第1のフィルタからの情報を受けるステップと、
前記送受信機が、前記情報を受けた後に、予め設定された時間の長さの範囲内で、前記第2の検出装置及び前記第1のフィルタの場所に確認シグナルを送信するステップと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。 - 前記送受信機が、前記第1の検出装置と前記第1のフィルタとの間のチャネル長に基づく暗号化情報を送信するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- フィルタが粒子に作用するステップと、
情報粒子源が粒子対を発するステップであって、前記粒子対の前記粒子の波動関数は互いにエンタングルされており、それぞれの対の一方の粒子は検出装置に向けられ、それぞれの対の他方の粒子は前記フィルタが存在する場所に向けられ、前記検出装置は、前記粒子対の前記他方の粒子が前記フィルタに作用されていた時の粒子対の一つの粒子と、前記粒子対の前記他方の粒子が前記フィルタに作用されなかった時の粒子対の一つの粒子とを判別可能であるステップと、
前記場所は、第1のバイナリ状態を前記検出装置に伝送するために、それぞれの粒子対の前記他方の粒子が前記フィルタを通過する経路上位置と、第2のバイナリ状態を前記検出装置に伝送するために、それぞれの粒子対の前記他方の粒子が前記フィルタを通過しない経路外位置とを含み、前記フィルタが前記経路上位置と前記経路外位置との間で移動するステップと
を含む情報伝達方法。
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Udal et al. | The method of quantum optical communication based on entangled photon pairs |
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