2009年12月4日号の Science 誌に、量子力学における非局所性に関する最近の実験結果が解説されてゐる。"Quantum Nonlocality: How Does Nature Do It?" Nicolas Gisin, Science 4 December 2009: pp. 1357-1358. 結論部分だけを抜き出せば、次のとほりである。
All of today's experimental evidence points to the conclusion that nature is nonlocal. This has implications both for our worldview and for future technologies. Quantum key distribution (QKD) is the most advanced application of quantum information science. Today's commercial QKD systems rely on sound principles, but their implementation has to be thoroughly tested to check for unwanted side channels that an adversary could exploit. For example, the photons emitted by Alice could, in addition to carrying a quantum bit encoded in its polarization state, also carry redundant information unwittingly encoded in the timing of the photons, or in their spectra. This is possible because today's QKD systems do not rely on nonlocal correlations. If they did, the mere fact that the correlations between the data collected by Alice and Bob violate Bell's inequality would suffice to guarantee the absence of any side channel. This was the intuition of Ekert in 1991 (13) but was proven only recently (14, 15). The consequence (16) is that it will be possible to buy cryptography systems from one's adversary as the observation of nonlocal correlations will guarantee the proper functioning of the system.
In modern quantum physics, entanglement is fundamental; furthermore, space is irrelevant?at least in quantum information science, space plays no central role and time is a mere discrete clock parameter. In relativity, space-time is fundamental and there is no place for nonlocal correlations. To put the tension in other words: No story in space-time can tell us how nonlocal correlations happen; hence, nonlocal quantum correlations seem to emerge, somehow, from outside space-time.
今日の実験的な証拠は、全て、自然は非局所的 (nonlocal) である、といふ結論を指してゐる。これは我々の世界観や将来の技術に影響を与へる。量子鍵配布 (QKD) は、量子情報科学の応用で最も進んだものである。今日の商業的な QKD は健全な原理に基づいたものだが、その実装では、敵対者によつて利用され得る想定外の横道がないか、十分検査されねばならない。例へば、アリスが放つた光子は、その偏向状態によりコード化された量子ビットの他に、光子のタイミングやスペクトルにより、知らぬ間にコード化された余分な情報を運んでゐるかも知れない。これがあり得るのは、今日の QKD システムが非局所的な相関に基づくものではないからだ。もし、これを基礎としてゐれば、アリスとボブが集めたデータの間の相関がベルの不等式を満たさない、といふ事実だけで、横道が無いことが保証されるだらう。これが Ekert の１９９１年の論文の直観だつたが、最近になつて証明された。その結果、非局所的な相関を観察すればシステムの適切な機能が保証されるので、敵対者から暗号システムを購入することが可能だ、といふことになる。
現代の量子物理学では、量子もつれが根本である。さらに、空間は重要ではない－少なくとも、量子情報科学においては、空間は中心的な役割を全く持たず、時間は離散的な時計のパラメータに過ぎない。相対論では、時空が根本であり、非局所的な相関の役割は無い。この緊張関係を別の言葉で言へば、時空における物語では、非局所的相関がどうして起こるかを説明することはできない。従つて、非局所的な量子的相関は、何らかの仕方で、時空の外から出現するやうに見える。
In modern quantum physics, entanglement is fundamental; furthermore, space is irrelevant?at least in quantum information science, space plays no central role and time is a mere discrete clock parameter. In relativity, space-time is fundamental and there is no place for nonlocal correlations. To put the tension in other words: No story in space-time can tell us how nonlocal correlations happen; hence, nonlocal quantum correlations seem to emerge, somehow, from outside space-time.
今日の実験的な証拠は、全て、自然は非局所的 (nonlocal) である、といふ結論を指してゐる。これは我々の世界観や将来の技術に影響を与へる。量子鍵配布 (QKD) は、量子情報科学の応用で最も進んだものである。今日の商業的な QKD は健全な原理に基づいたものだが、その実装では、敵対者によつて利用され得る想定外の横道がないか、十分検査されねばならない。例へば、アリスが放つた光子は、その偏向状態によりコード化された量子ビットの他に、光子のタイミングやスペクトルにより、知らぬ間にコード化された余分な情報を運んでゐるかも知れない。これがあり得るのは、今日の QKD システムが非局所的な相関に基づくものではないからだ。もし、これを基礎としてゐれば、アリスとボブが集めたデータの間の相関がベルの不等式を満たさない、といふ事実だけで、横道が無いことが保証されるだらう。これが Ekert の１９９１年の論文の直観だつたが、最近になつて証明された。その結果、非局所的な相関を観察すればシステムの適切な機能が保証されるので、敵対者から暗号システムを購入することが可能だ、といふことになる。
現代の量子物理学では、量子もつれが根本である。さらに、空間は重要ではない－少なくとも、量子情報科学においては、空間は中心的な役割を全く持たず、時間は離散的な時計のパラメータに過ぎない。相対論では、時空が根本であり、非局所的な相関の役割は無い。この緊張関係を別の言葉で言へば、時空における物語では、非局所的相関がどうして起こるかを説明することはできない。従つて、非局所的な量子的相関は、何らかの仕方で、時空の外から出現するやうに見える。
ベルクソン(1859-1941)は、人間の物の見方は、道具を作る動物(homo faber)としての見方であり、機械論もこれに由来するといふ説を述べた。物を見るといふのは、特定の立場から見ることであり、ある種の選択である以上、一面的であることを意味する。二つの物の間に何らかの相関があるからには、両者を結ぶ仕組みがあるに違ひない、といふ人間の常識は、さうした制約の一つであるのかも知れない。上記の論文の主張が正しいとすれば、この常識は、量子力学の世界では通用しない。
