日本ピンチ!? 中国が「水中での量子テレポーテーション実験」に成功！潜水艦の“盗聴不可能”な量子暗号通信に応用か

　次世代の通信技術として大いに期待がかかる量子通信。アメリカや中国を始め、世界中の国々で熾烈な研究レースが行われている分野であるが、新たにユニークな実験の成功が伝わってきた。中国の科学者が、なんと海水中での量子テレポーテーションに成功したというのだ。海外サイエンスメディア「Science Alert」、「New Scientist」が相次いで報じている。

画像は「New Scientist」より引用

■量子テレポーテーションとは？

　量子テレポーテーションとは特別な二つの量子が、遠くに離れていても同じ量子状態になる不思議な現象である。量子もつれという特別な関係にある二つの量子のうち、片方の状態を変化させると、もう一方の量子も同じ状態に変化するのだ。この摩訶不思議な現象を利用すれば、安全で高速な遠距離通信が実現できると目されており、最近では地上と人工衛星間での実験も成功している。

　さて、今回の研究で実証されたのは、海中での量子テレポーテーションの可能性である。量子もつれを起こした量子は非常に脆弱で、周囲の環境によって容易に妨害される。地上で行う場合は大抵、光ファイバーを介して量子もつれを起こした光子を転送する。だが、今回の舞台は海中である。水には光を吸収、散乱する性質があり、量子テレポーテーションを行うには条件が悪いのは明らかだった。

実験の模式図。画像は「Optic Express」より引用

　上海交通大学の研究者らは今回、黄海の海水で満たした3.3メートルのガラスチューブを使い、海中での量子テレポーテーションを想定した実験を行った。すると、量子もつれ状態にある光子は海水チューブを介して伝送され、量子テレポーテーションが可能なことを示した。チームによると、海水を介しても98％以上の正確性で情報をやり取りできるのだという。この研究をまとめた論文は学術誌「Optic Express」に掲載された。