黒夜行

左脇のプロフィールにある「サイト全体の索引」から読みたい記事を探して下さい。

量子の新時代(尾関章+井上信之+佐藤文隆)

森の入口付近の路肩に車を停める。トランクからスコップを取り出すと、志保は森の入口を進んでいった。マグライトで足元を照らしながら、今日見つけておいたポイントまで慎重に足を運ぶ。
闇は、志保の身体にまとわりついてくるかのように重かった。まるで水の中を歩いているかのように、身体を動かす度にあちこちに抵抗を感じるように思えた。風もなく、森はあまりにも静かで、志保は自分の心臓の鼓動が周囲の木々に聞かれているのではないかと思った。
ポイントまでやってくると、志保はまず持っていたスコップを地面に突き刺した。それから、地面をうまく照らすようにマグライトを固定出来そうな場所を探した。ちょうどいい枝があって、そこにマグライトを挟むようにして固定した。突き刺したスコップを引き抜き、両手で持つと、志保は小さな掛け声と共に最初のひと堀を振りかぶった。地面の柔らかさは確かめていたけど、思っていた以上にスコップは深くまで入っていった。両手に伝わってくる衝撃が、シャベルの時とは比べ物にならなかった。その違和感のある衝撃に志保の両手が慣れるのに、少し時間が掛かりそうだった。

「失踪シャベル 6-3」

内容に入ろうと思います。
本書は朝日新聞の科学記者である尾関章が、物理の研究者二人と共著で、量子論について書いた本です。本書は、著者三人で行ったとある講演を下敷きにして書き下ろされた作品のようです。
本書は三人の著者がそれぞれ文章を書くという構成になっていて、三つのパートに分かれています。
第一章は尾関章。学生時代量子論を学んだもののの、数式を操ることに長けていたものの、数式の意味については納得出来なかった著者は、科学記者としていろいろ取材をして行く中で、苦手意識のあった量子論を少しずつ理解出来たという個人的な経験を絡めつつ、厳密さよりもイメージを優先して、量子論というのはなんとなくこんな感じなのだという、量子論をまったく知らない人でも入り込めるような導入部になっています。
第一章では主に、「とびとび」と「重なり」について大雑把な話がなされます。この二つの特徴は、量子論を決定的に特徴付け、かつ量子論の奇妙さを浮き彫りにするものでもあります。
量子論というのは本当に僕らの常識から相当かけ離れている理論なので、僕がここでざっとどんな感じなのかという説明を書くのは難しいんだけど、「とびとび」と「重なり」についてざっと書いてみます。
まず「とびとび」について。僕らは普段、あらゆる出来事は連続して起こっていると感じていると思います。たとえばボールを投げた時、放物線の軌道を取りますけど、それは滑らかに繋がっていてどこかで不自然に途切れたりしているわけではありません。僕らの普段みているマクロな世界では、世界は連続しているように見えます。
でも、量子の世界であるミクロな世界では違います。例えば原子の周りを回る電子の状態は不連続(物理の言葉では離散的といいます)です。原子の周りを回る電子のエネルギーは、例えば「1から10までの間のすべての実数(少数も入る)を取る」というのではなくて、例えば「1、4、7、9のどれかの値しか取らない」というように不連続な感じになっています。これをさっきのボールの軌道の話で書けば、「ボールは放物線軌道のすべての点を連続して通る」ではなくて、「ボールはA点、B点、C点、D点のみを通る」というようなものです。これがまず量子論の奇妙さの一つ。
そしてもう一つが「重なり」です。量子は、いくつかの状態が重なった状態だとされています。例えば、第二章で書かれている話ですけど、「世界で最も美しい実験」の一つに選ばれている、日立製作所のフェローである外村彰さんが行った二重スリット実験があります。実験の詳しい説明は省きますが、要するにこの実験によって、『一つの電子は、二つのスリットを同時に通っている』ということが実験で確認されたわけです。これをマクロの世界の例で書けば、『ある部屋にドアが二つあって、X君はその部屋に入る時にその二つのドアを同時に通った』と言っているようなものです。
この実験結果から、電子は『Aというスリットを通った状態』と『Bというスリットを通った状態』が重ね合わさっているという認識がされています。僕らの常識からすれば考えられない世界ですが、量子の世界ではこれが実験結果として出ているわけです。
またこの「重なり」の話から、多世界解釈というとんでもない話も出ています。量子論というのは実に厄介な理論で、数式で計算する分にはこれほど世界をうまく記述する理論はこれまでになかったと言っていいほどの理論なんだけど、でもその数式をどう解釈するのかという点では物理学者の間でも意見が分かれている。その解釈の一つが多世界解釈です。
先程、量子はいくつかの状態が重なった状態にある、と書きました。多世界解釈では素直にそれを、別々のパラレルワールドに存在する状態が重なっているのだ、と解釈します。例えば面接を受けた会社からメールが送られたとしましょう。そのメールの中身を読むまでは、採用されている状態と採用されない状態の二つの状態が存在している。僕がそのメールの中身を開いた瞬間に、僕らはどちらか一方のパラレルワールドに振り分けられることになる。例えば僕が採用された世界に振り分けられたとして、しかし一方で僕が採用されなかったパラレルワールドもどこかには存在している、という考え方です。そうやって世界は無限に分岐を繰り返して行く、というのがこの多世界解釈です。
SFじみた話で荒唐無稽に思われるかもしれませんが、しかしこの多世界解釈の考え方は、その考え方が正しいかどうかは別として、新たなムーブメントを生むことになりました。それが、第二章でも扱われる量子コンピュータなどの量子情報科学と呼ばれる分野です。
第二章は、尾関章が井上信之にインタビューをするという形式で進んでいきます。井上は元々電電公社(現NTT)で光ファイバー通信の研究をしていました。光ファイバーの研究で障害となったのが、量子雑音と呼ばれる量子論特有のものでした。そこから井上は量子雑音をいかに消すかという研究に入るわけですが、ある時渡英した際に、後に量子暗号の立役者の一人であるエカートという人物と出会います。量子暗号というのはまた後で書きますけど、井上はそれまで量子雑音という邪魔者を消すという研究をしていたわけですけど、量子暗号では量子特有の奇妙な性質を逆に利用してやろうという発想があって、それに感動した井上は、それから量子情報科学の分野を研究することになったようです。
第二章では、井上がいかに量子論と関わってきたのか、現在の量子論をどう感じているのかという話もありますが、やはりメインになっていくのは井上の研究分野でもある量子情報科学の話です。
量子情報科学の分野で有名なのは、量子コンピュータ、量子暗号、量子テレポーテーションの三つです。
先に、さっき書いた多世界解釈と関わりのある量子コンピュータについて書きましょう。これは実用化にはまだ程遠いものみたいですけど、さかんに研究がなされています。
普通のコンピュータは0か1のどちらかの状態を取った形で情報を処理しますが、量子コンピュータでは0と1の重ね合わせの状態である量子ビットと呼ばれるものを使います。詳しいことは説明できないんで省きますが、量子コンピュータというのは要するに、計算を相当たくさんの並行世界(パラレルワールド)に分散させて計算をするから速い、という仕組みなんだそうです。
僕が本書を読んで初めて知ったのは、量子コンピュータというのは100%性格な答えを出すという性質のものではないということでした。というか、間違った答えもかなりの確率で出すみたいです。だから、検算の出来る計算をやらせるのに適しているみたいです。例えば因数分解があります。めちゃくちゃデカイ素数の因数分解は、普通のコンピュータでは宇宙が出来てから現在までぐらいの時間が掛かりますけど、量子コンピュータではすぐ出来る。でも答えが正確ではないかもしれない。でも、元の素数を量子コンピュータの計算で出てきた答えで割れば、正しいかどうかはすぐ分かる。量子コンピュータで何回か計算すればいずれは正しい答えが出てくるはずだから、因数分解なんかには適しているんだそうです。
量子コンピュータは現在どこまで進んでいるかというと、「15=3×5」という計算が出来たみたいです。実用化にはほど通そうですね。でも具体的にどんな風にやったのかというのをそのまま写すと、
『試験管の液体の中に、七つの原子からなる分子を10の18乗個入れて、原子核のスピンという性質を使って量子コンピュータに必要な重ね合わせ状態を作ったのです。これでショアのアルゴリズムを実行して「15=3×5」の素因数分解を解いてみせました』
となります。液体の中に七つの原子とかいう時点で、僕らが想像できるようなコンピュータではないな、ということが分かりますね。僕が生きてる間に実用化するかなぁ。
量子暗号については、サイモン・シンの「暗号解読」という本で読んだことがあります。「暗号解読」はメチャクチャ面白い本なんでオススメです。
量子暗号の肝は、量子の重ね合わせの状態を「盗聴」した時に、その痕跡が残ってしまうという点にあります。これは量子論特有の現象で、これをうまく使えば、相手に暗号の鍵を送る際、送られた側は「盗聴」されているか否かをチェック出来るので、「盗聴」されていうない鍵だけを使うことが出来るわけで、最強の暗号だと言われています。この量子暗号はもう理論的には実用化の域まで達していて、あとはインフラとコストの問題だけみたいです。現在のRSA暗号がなくなるのも時間の問題かもしれません。
量子テレポーテーションについては、原子レベルでの実験に成功したというニュースを昔みたことがあります。これは、うまく説明できないので省きますが、あのアインシュタインが量子論に疑義を呈した際に考え出した、『量子の絡み合い(エンタグルメント)』という考え方を利用しています。ただこれによって人間をテレポーテーションするのは難しいだろうし、そもそもテレポーテーションした後に何らかの古典的なやりとり(電話など)によってある情報を伝えなければテレポーテーションを完了できない(電話などによって伝えられる情報が来るまでは、テレポーテーションされた情報は別の形になっているようです。それを、電話などで伝えられる情報によって復元しなくてはいけない)ようなので、結局は光より早く移動するということはできないことになります。まあ第二章はそんな感じ。
第三章は、一般向けの物理の本なんかをよく書いている著者の章。ここでも量子論の不可思議な側面についていろいろ書いてはいるんですけど、正直第一章や第二章よりも書き方が難しい気がするんで、第三章の量子論に関する部分は飛ばしてもいいかもしれません。
僕が面白いなと思ったのは、アインシュタインについてです。アインシュタインと言えば、「神はサイコロを振らない」という有名な言葉で、生涯に渡り量子論を否定し続けた人というイメージしかなかったのですけど、そもそも量子論の初期の段階で量子論の発展に貢献した立役者の一人だったというのは知りませんでした。また、アメリカに亡命した後同僚に言った言葉らしいですけど、「私は一般性相対論についてより100倍も量子論について考えた」と言ったようです。それだけ考えに考えて、でも量子論は間違っていると言い続けたアインシュタインは、結局間違っていたというイメージしか定着しなかったわけですけど、アインシュタインがいたからこそ量子論が進展したという部分もあるのだなと思うとまた新たな一面だなと思いました。またアインシュタインが量子論に疑義を呈したことで有名なEPR論文は、今量子情報科学の中でさかんに引用されているわけで、やっぱりアインシュタインは凄いのだなと思いました。
長々とあれこれ書きましたけど、量子論についてちょっと興味はあるけど難しそうという初心者の方に結構いいんじゃないかなと思いました。もちろん結構簡単に書かれているとは言え量子論そのものが難しい(というか常識破り)なので、量子論初心者の方にはなかなかハードルが高く見えるかもしれませんけど、でも本書を頑張って読んでみれば、他の量子論の本を読むベースにもなるんじゃないかなと思いました。理論だけではなくて、量子情報科学など最新の研究なんかについても触れられているので、浅いけどかなり広い範囲についての知識を得られる本だと思います。なかなか面白いと思うので読んでみてください。

尾関章+井上信之+佐藤文隆「量子の新時代」



関連記事
スポンサーサイト

Comment

コメントの投稿


管理者にだけ表示を許可する

Trackback

http://blacknightgo.blog.fc2.com/tb.php/1673-00af7e16

 | ホーム | 

プロフィール

通りすがり

Author:通りすがり
災害エバノ(災害時に役立ちそうな情報をまとめたサイト)

サイト全体の索引
--------------------------
著者名で記事を分けています

あ行
か行
さ行
た行
な行
は行
ま行
や行~わ行

乃木坂46関係の記事をまとめました
(「Nogizaka Journal」様に記事を掲載させていただいています)

本の感想以外の文章の索引(映画の感想もここにあります)

この本は、こんな人に読んで欲しい!!part1
この本は、こんな人に読んで欲しい!!part2

BL作品の感想をまとめました

管理人自身が選ぶ良記事リスト

アクセス数ランキングトップ50

TOEICの勉強を一切せずに、7ヶ月で485点から710点に上げた勉強法

一年間の勉強で、宅建・簿記2級を含む8つの資格に合格する勉強法

国語の授業が嫌いで仕方なかった僕が考える、「本の読み方・本屋の使い方」

2014の短歌まとめ



------------------------

本をたくさん読みます。
映画もたまに見ます。
短歌をやってた時期もあります。
資格を取りまくったこともあります。
英語を勉強してます。













下のバナーをクリックしていただけると、ブログのランキングが上がるっぽいです。気が向いた方、ご協力お願いします。
にほんブログ村 本ブログへ
にほんブログ村

アフィリエイトです

アクセスランキング

[ジャンルランキング]
本・雑誌
11位
アクセスランキングを見る>>

[サブジャンルランキング]
和書
9位
アクセスランキングを見る>>

アフィリエイトです

サイト内検索 作家名・作品名等を入れてみてくださいな

メールフォーム

名前:
メール:
件名:
本文:

月別アーカイブ

Powered By FC2ブログ

今すぐブログを作ろう!

Powered By FC2ブログ

ブロとも申請フォーム

この人とブロともになる

QRコード

QR

カウンター

2013年ベスト

2013年の個人的ベストです。

小説

1位 宮部みゆき「ソロモンの偽証
2位 雛倉さりえ「ジェリー・フィッシュ
3位 山下卓「ノーサイドじゃ終わらない
4位 野崎まど「know
5位 笹本稜平「遺産
6位 島田荘司「写楽 閉じた国の幻
7位 須賀しのぶ「北の舞姫 永遠の曠野 <芙蓉千里>シリーズ」
8位 舞城王太郎「ディスコ探偵水曜日
9位 松家仁之「火山のふもとで
10位 辻村深月「島はぼくらと
11位 彩瀬まる「あのひとは蜘蛛を潰せない
12位 浅田次郎「一路
13位 森博嗣「喜嶋先生の静かな世界
14位 朝井リョウ「世界地図の下書き
15位 花村萬月「ウエストサイドソウル 西方之魂
16位 藤谷治「世界でいちばん美しい
17位 神林長平「言壺
18位 中脇初枝「わたしを見つけて
19位 奥泉光「黄色い水着の謎
20位 福澤徹三「東京難民


新書

1位 森博嗣「「やりがいのある仕事」という幻想
2位 青木薫「宇宙はなぜこのような宇宙なのか 人間原理と宇宙論」 3位 梅原大吾「勝ち続ける意志力
4位 平田オリザ「わかりあえないことから
5位 山田真哉+花輪陽子「手取り10万円台の俺でも安心するマネー話4つください
6位 小阪裕司「「心の時代」にモノを売る方法
7位 渡邉十絲子「今を生きるための現代詩
8位 更科功「化石の分子生物学
9位 坂口恭平「モバイルハウス 三万円で家をつくる
10位 山崎亮「コミュニティデザインの時代


小説・新書以外

1位 門田隆将「死の淵を見た男 吉田昌郎と福島第一原発の五〇〇日
2位 沢木耕太郎「キャパの十字架
3位 高野秀行「謎の独立国家ソマリランド
4位 綾瀬まる「暗い夜、星を数えて 3.11被災鉄道からの脱出
5位 朝日新聞特別報道部「プロメテウスの罠 3巻 4巻 5巻
6位 二村ヒトシ「恋とセックスで幸せになる秘密
7位 芦田宏直「努力する人間になってはいけない 学校と仕事と社会の新人論
8位 チャールズ・C・マン「1491 先コロンブス期アメリカ大陸をめぐる新発見
9位 マーカス・ラトレル「アフガン、たった一人の生還
10位 エイドリアン・べジャン+J・ペタ―・ゼイン「流れとかたち 万物のデザインを決める新たな物理法則
11位 内田樹「下流志向 学ばない子どもたち 働かない若者たち
12位 NHKクローズアップ現代取材班「助けてと言えない 孤立する三十代
13位 梅田望夫「羽生善治と現代 だれにも見えない未来をつくる
14位 湯谷昇羊「「いらっしゃいませ」と言えない国 中国で最も成功した外資・イトーヨーカ堂
15位 国分拓「ヤノマミ
16位 百田尚樹「「黄金のバンタム」を破った男
17位 山田ズーニー「半年で職場の星になる!働くためのコミュニケーション力
18位 大崎善生「赦す人」 19位 橋爪大三郎+大澤真幸「ふしぎなキリスト教
20位 奥野修司「ねじれた絆 赤ちゃん取り違え事件の十七年


コミック

1位 古谷実「ヒミズ
2位 浅野いにお「世界の終わりと夜明け前
3位 浅野いにお「うみべの女の子
4位 久保ミツロウ「モテキ
5位 ニコ・ニコルソン「ナガサレール イエタテール

番外

感想は書いてないのですけど、実はこれがコミックのダントツ1位

水城せとな「チーズは窮鼠の夢を見る」「俎上の鯉は二度跳ねる」

2012年ベスト

2012年の個人的ベストです
小説

1位 横山秀夫「64
2位 百田尚樹「海賊とよばれた男
3位 朝井リョウ「少女は卒業しない
4位 千早茜「森の家
5位 窪美澄「晴天の迷いクジラ
6位 朝井リョウ「もういちど生まれる
7位 小田雅久仁「本にだって雄と雌があります
8位 池井戸潤「下町ロケット
9位 山本弘「詩羽のいる街
10位 須賀しのぶ「芙蓉千里
11位 中脇初枝「きみはいい子
12位 久坂部羊「神の手
13位 金原ひとみ「マザーズ
14位 森博嗣「実験的経験 EXPERIMENTAL EXPERIENCE
15位 宮下奈都「終わらない歌
16位 朝井リョウ「何者
17位 有川浩「空飛ぶ広報室
18位 池井戸潤「ルーズベルト・ゲーム
19位 原田マハ「楽園のカンヴァス
20位 相沢沙呼「ココロ・ファインダ

新書

1位 倉本圭造「21世紀の薩長同盟を結べ
2位 木暮太一「僕たちはいつまでこんな働き方を続けるのか?
3位 瀧本哲史「武器としての交渉思考
4位 坂口恭平「独立国家のつくりかた
5位 古賀史健「20歳の自分に受けさせたい文章講義
6位 新雅史「商店街はなぜ滅びるのか
7位 瀬名秀明「科学の栞 世界とつながる本棚
8位 イケダハヤト「年収150万円で僕らは自由に生きていく
9位 速水健朗「ラーメンと愛国
10位 倉山満「検証 財務省の近現代史

小説以外

1位 朝日新聞特別報道部「プロメテウスの罠」「プロメテウスの罠2
2位 森達也「A」「A3
3位 デヴィッド・フィッシャー「スエズ運河を消せ
4位 國分功一郎「暇と退屈の倫理学
5位 クリストファー・チャブリス+ダニエル・シモンズ「錯覚の科学
6位 卯月妙子「人間仮免中
7位 ジュディ・ダットン「理系の子
8位 笹原瑠似子「おもかげ復元師
9位 古市憲寿「絶望の国の幸福な若者たち
10位 ヨリス・ライエンダイク「こうして世界は誤解する
11位 石井光太「遺体
12位 佐野眞一「あんぽん 孫正義伝
13位 結城浩「数学ガール ガロア理論
14位 雨宮まみ「女子をこじらせて
15位 ミチオ・カク「2100年の科学ライフ
16位 鹿島圭介「警察庁長官を撃った男
17位 白戸圭一「ルポ 資源大陸アフリカ
18位 高瀬毅「ナガサキ―消えたもう一つの「原爆ドーム」
19位 二村ヒトシ「すべてはモテるためである
20位 平川克美「株式会社という病

2011年ベスト

2011年の個人的ベストです
小説
1位 千早茜「からまる
2位 朝井リョウ「星やどりの声
3位 高野和明「ジェノサイド
4位 三浦しをん「舟を編む
5位 百田尚樹「錨を上げよ
6位 今村夏子「こちらあみ子
7位 辻村深月「オーダーメイド殺人クラブ
8位 笹本稜平「天空への回廊
9位 地下沢中也「預言者ピッピ1巻預言者ピッピ2巻」(コミック)
10位 原田マハ「キネマの神様
11位 有川浩「県庁おもてなし課
12位 西加奈子「円卓
13位 宮下奈都「太陽のパスタ 豆のスープ
14位 辻村深月「水底フェスタ
15位 山田深夜「ロンツーは終わらない
16位 小川洋子「人質の朗読会
17位 長澤樹「消失グラデーション
18位 飛鳥井千砂「アシンメトリー
19位 松崎有理「あがり
20位 大沼紀子「てのひらの父

新書
1位 「「科学的思考」のレッスン
2位 「武器としての決断思考
3位 「街場のメディア論
4位 「デフレの正体
5位 「明日のコミュニケーション
6位 「もうダマされないための「科学」講義
7位 「自分探しと楽しさについて
8位 「ゲーテの警告
9位 「メディア・バイアス
10位 「量子力学の哲学

小説以外
1位 「死のテレビ実験
2位 「ピンポンさん
3位 「数学ガール 乱択アルゴリズム
4位 「消された一家
5位 「マネーボール
6位 「バタス 刑務所の掟
7位 「ぐろぐろ
8位 「自閉症裁判
9位 「孤独と不安のレッスン
10位 「月3万円ビジネス
番外 「困ってるひと」(諸事情あって実は感想を書いてないのでランキングからは外したけど、素晴らしい作品)