OIST,量子力学と古典物理学の境界を調査

沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究チームは,量子力学の現象と考えられていたものが古典物理学で説明できることを示した(ニュースリリース)。

強結合は,相互作用により光と物質が双方とも影響されるときに起きる現象だが,通常,光と物質が相互作用をする際,光は影響を受けない。一般的にこの現象は,量子効果として考えられてきたが,研究チームは,量子力学の世界と古典物理学の世界の境界を調べた。

量子粒子が数多く集まった状態,もしくは光が空洞の中に閉じ込められた状態では,古典物理学があてはまるが,もしこれらを一緒にして強く結合させたら,量子力学の世界となる。

このタイプの強結合が,古典物理学で説明できるかどうかを見極めるため,研究チームは,超低温で存在する液体ヘリウムの表面に何千万,何億もの電子を集めた。

そしてこれらの電子を,電磁波であるマイクロ波を入れた空洞の中に投入した。すると電子と電磁波は相互作用を起こし,双方に変化が観察された。これは強結合のサインだとしている。

この実験を通じて研究チームは,実験で観察した強結合の現象を説明する古典物理学モデルを作り上げることに成功したとしている。この発見は,大量の粒子における強結合は,以前から考えられていたように量子力学の世界ではなく,古典物理学の世界に分類される可能性があることを意味するという。

今回の成果により強結合を理解し,量子ビットとの関係を解明することは,量子計算の発展に非常に有益で,強結合があれば,量子メモリーとして使用できる量子ビット,光,粒子の間での量子情報を交換することができるとしている。

関連記事「KEKら,金属強磁性体の電子状態の量子力学的な位相を観測」「理研,トポロジカル絶縁体の量子化磁気光学効果を観測」「玉川大,GbE対応量子暗号トランシーバーを開発

その他関連ニュース

  • THERS,「量子フロンティア産業創出拠点」支援認定 2024年02月26日
  • 青学,超蛍光でレーザー光の瞬間強度を7桁以上増強 2024年02月22日
  • 京大ら,世界最大の超広帯域量子赤外分光を実現 2024年01月19日
  • 広島大,量子チェシャ猫が文脈依存による逆説と実証 2024年01月05日
  • 神大ら,五重項の室温量子コヒーレンスの観測に成功 2024年01月05日
  • 京大ら,複数光子の量子状態の実現と検証に成功 2023年12月25日
  • 工繊大,光/物質ハイブリッド量子重ね合わせを実現 2023年12月22日
  • 【光フェア】オキサイド,量子もつれ光源を展示 2023年11月07日