京大,ミクロな情報量を計算する幾何学的公式を発見

京都大学は,量子ビットの「Entanglement of Purification」(純粋化量子もつれ)と呼ばれる情報量を計算する新しい幾何学的公式を発見した(ニュースリリース)。

ミクロな世界を支配する物理法則は量子論と呼ばれており,また物質のミクロな構造のなかに含まれる情報の基本単位を量子ビットと呼ぶ。そして,超弦理論は重力の理論(万有引力,一般相対性理論)と量子論を融合して,宇宙の統一理論の構築を目指す分野。

この分野では最近,「重力理論における宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」という新しい考え方が多くの研究者によって支持され,活発に研究されている。

この考え方にいたる契機となったのが,2006年に発見された笠ー高柳公式。これは「物体Aと物体Bの二つの間に共有される量子ビットの情報量(相関)は、物体に対応する宇宙の最小断面積に等しい」という内容。しかし,この公式で正しく情報量が計算できるのは,AとB以外には物体が存在しない場合(純粋状態)に限られるという制限があった。

今回の研究では,AとB以外にも熱浴などの物体が存在する場合(混合状態)に対しても適用できる,大幅に一般化された公式を発見した。それは「AとBの間に共有される量子ビットの情報量(相関)は,AとBをつなぐトンネルの最小断面積に等しい」という内容。この公式は,量子ビットの理論と重力理論をつなぐ新しい道具を提供し,超弦理論のさらなる理解に役立つとしている。

キーワード:

関連記事

  • 金沢大、ダイヤモンド中の量子ビットを配向軸を揃えながら位置制御することに成功

    金沢大学と独Diamond and Carbon Applicationsの研究グループは、ダイヤモンド中の量子ビットとして有用なNVセンターを、配向軸を揃えたまま任意の位置に生成する技術を開発した(ニュースリリース)。…

    2026.03.19
  • 理研と東京大、光量子コンピュータの誤り耐性を証明

    理化学研究所と東京大学は、光を用いた量子コンピューターで「誤りに強い計算」が可能であることを示した(ニュースリリース)。 量子コンピューターを実現するためのハードウェアとして、さまざまな物理系が候補に挙がっているが、光は…

    2026.02.27
  • 東北大ら,光子を低損失で切替可能なルーターを開発

    東北大学と情報通信研究機構(NICT)は,量子情報を担う量子ビットとして直接利用できる単一光子の偏光状態や量子もつれ状態を,低損失かつ高度に維持しながら伝送経路を切り替えられるルーターの開発に成功した(ニュースリリース)…

    2025.09.26
  • 東大ら,量子コンピューターのノイズを効率よく除去

    東京大学とマサチューセッツ工科大学は,有用な量子コンピューターの実現に欠かせない魔法状態のノイズを効率よく取り除く新しい方法を開発した。(ニュースリリース)。 従来のコンピューターは0と1のどちらかを表すビットを単位とし…

    2025.09.19
  • 東大ら,誤り耐性量子コンピューターの設計を提案

    東京大学,日本電信電話(NTT),理化学研究所,九州大学は,従来の計算機の基本設計であるロードストア型計算機の考え方を量子計算機に適用した,新たな誤り耐性量子計算のアーキテクチャを提案した(ニュースリリース)。 従来の量…

    2025.03.04

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア