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大栗博司

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量子テレポーテーションのゆくえ: 相対性理論から「情報」と「現実」の未来まで単行本 – 2023/5/23

アントン・ツァイリンガー (著), Anton Zeilinger (著), 大栗博司 (著, 監修),

4.2 25個の評価

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2022年ノーベル物理学賞受賞！
世界で初めて量子テレポーテーションの実験に成功した著者が量子情報科学の基礎を徹底的に解き明かし、今後の展望を語り尽くす最良の入門書。

ウィーン大学１年生のアリスとボブは、入門クラスの授業で理論物理学者者Ａ・クォンティンガー教授に出会う。二人は彼の勧めに従い、「量子」の特性を明らかにするための様々な実験に取り組んでいく——

大栗博司　(東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構機構長)
「量子もつれ」の概念は、量子コンピューター、量子通信、量子暗号など、さまざまな技術応用への可能性を秘めている。また、物質科学では、新物質の発見やその性質の理解のために重要になってきている。最近では、超弦理論や量子重力理論など、物理学の基本法則に関する研究においても、量子もつれが本質的な役割を果たしている。この分野の第一人者であるツァイリンガーが、量子もつれの不思議な世界を数式を用いずにわかりやすく解き明かした本書を、多くの人に読んでいただきたい。(監修者解説より)

■書評・紹介
○2023年7月29日　朝日新聞書評（千葉大学教授・石原安野）

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本の長さ

400ページ
言語

日本語
出版社

早川書房
発売日

2023/5/23
寸法

3.2 x 13.7 x 19.4 cm
ISBN-10

4152102403
ISBN-13

978-4152102409
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	ファインマンさんの流儀―量子世界を生きた天才物理学者	不可能、不確定、不完全: 「できない」を証明する数学の力	量子コンピュータとは何か

カスタマーレビュー	8	11	40
価格	￥1,210	￥1,034	￥792
	粒子は時空をさかのぼる?重力の大きさは何で決まる?もしもアインシュタインがいなかったら?20世紀、万物の謎解きに飽くなき探求心で挑んだ奇想天外な量子物理学者がいた。ノーベル賞を受賞したファインマンだ。抜群の直観力で独創的な理論を構築し、大学の講義録が今やバイブルとなった彼の人物像と、量子コンピュータや宇宙物理など最先端科学に残したその功績を、人気サイエンスライターが描く評伝。	数学・物理の世界では、「できない」という否定的な命題の証明が、実は新たな視野を切りひらく不可欠の契機となる。本書は車の修理スケジュール、名刺の並び替え、選挙方式など身近なものから、現代数学、宇宙物理まで幅広く題材をとりあげながら、「ハイゼンベルクの不確定性原理」「ゲーデルの不完全性定理」「アローの不可能性定理」という三大“できない”証明を検証。数式をなるべく排した、平易でユーモラスな解説書。	0と1の切り替えの連なり―どんな高性能コンピュータも、根本にあるのはこの原理だ。だが、0と1の状態が「両方同時に」あり得たら?量子力学に基づいた、一見不可解なこの「重ね合わせ」状態を用いることで可能になる、想像を絶する超高速演算。その実現は科学の大きな進歩を約束する一方、国防や金融を根底から揺るがす脅威でもある…話題の次世代コンピュータの、原理から威力までがこの一冊でわかる最良の入門書。

商品の説明

著者について

■著者紹介
アントン・ツァイリンガー (Anton Zeilinger)
1942年、オーストリア生まれ。量子物理学者、ウィーン大学物理学教授。量子情報研究の先駆者であり、1997年、世界で初めて光子の量子テレポーテーションの実験を成功させたことで知られる。2022年に「量子もつれ状態の光子を用いた実験によるベルの不等式の破れの実証と、量子情報科学における先駆的研究」でアラン・アスペ、ジョン・クラウザーと共同でノーベル物理学賞を受賞。
■訳者略歴
田沢恭子 (たざわ・きょうこ)
翻訳家。お茶の水女子大学大学院人文科学研究科英文学専攻修士課程修了。主な訳書にプフナー『物語創世』(共訳)、クリスチャン＆グリフィス『アルゴリズム思考術』(以上早川書房刊)、ルース『AIが職場にやってきた』、マネー『酵母』など。
■監修者紹介
大栗博司 (おおぐり・ひろし)
1962年、岐阜県生まれ。理論物理学者。東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構機構長、カリフォルニア工科大学フレッド・カブリ冠教授、ウォルター・バーク理論物理学研究所所長、アスペン物理学センター理事長。著書に『重力とは何か』、『探究する精神』など。

登録情報

出版社 ‏ : ‎ 早川書房 (2023/5/23)
発売日 ‏ : ‎ 2023/5/23
言語 ‏ : ‎ 日本語
単行本 ‏ : ‎ 400ページ
ISBN-10 ‏ : ‎ 4152102403
ISBN-13 ‏ : ‎ 978-4152102409
寸法 ‏ : ‎ 3.2 x 13.7 x 19.4 cm

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大栗博司

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東京大学特別教授。カリフォルニア工科大学フレッド・カブリ冠教授およびウォルター・バーク理論物理学研究所所長。アスペン物理学センター理事長。

京都大学大学院修士課程卒業後、東京大学理学部助手、プリンストン高等研究所研究員を経て、1989年東京大学理学博士号。シカゴ大学助教授、京都大学数理解析研究所助教授、カリフォルニア大学バークレイ校教授を歴任。2000年にカリフォルニア工科大学に移籍し、現在に至る。

紫綬褒章、アメリカ数学会アイゼンバッド賞、ドイツ連邦共和国フンボルト賞、ハンブルク賞、サイモンズ賞、グッゲンハイム・フェローシップ、韓国ベンジャミン・リー栄誉教授賞、仁科記念賞、中日文化賞などを受賞。アメリカ芸術科学アカデミーとアメリカ数学会のフェロー。

ブルーバックス『大栗先生の超弦理論入門』ではに対し、講談社科学出版賞を受賞。科学監修を務めた３D映像作品『９次元からきた男』は、国際プラネタリウム協会最優秀作品賞を受賞。

ホームページ：ooguri_dot_caltech_dot_edu/japanese

YouTube チャンネル：www_dot_youtube_dot_com/@Hirosi_dot_Ooguri

X（旧ツィッター）：twitter_dot_com/PlanckScale

ブログ：planck_dot_exblog_dot_jp

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Amazon Benutzer

皆で読もう。

2024年1月28日に日本でレビュー済み

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遥か昔、大学では物理学を専攻しました。忙しいだけの実務の仕事を経て、量子力学の再勉強で本書を求めました。昔の日本の教科書は数式で結果のみを求めるもので、（哲学的な）意味する事を記述するものではありませんでしたが、本書はその意味合いを深く考えさせようとの意図を感じました。ただ、日本語訳は、このままでは解らないだろう箇所も多くあり、訳・監修とも更なる努力を望みます。

役に立った

seasideoyaji

量子物理学は未来の事象に関する確率を与えるだけ

2023年7月20日に日本でレビュー済み

Amazonで購入

2022年ノーベル物理学賞を「量子もつれを用いたベルの不等式の破れの実験と量子情報科学の先駆的研究」で米国のクラウザー氏、仏のアスべ氏とともに授与されたオーストリアのアントン・ツァイリンガー氏の著書です。

最先端研究のトップである量子コンピュータの実用化の基礎になる研究として私も関心がありました。しかし「ベル不等式の破れ」はなかなか一般の素人には理解しがたかったのですが、この本を読んで、とくに[付録]においてわかりやすく説明されていたので理解できました。

量子もつれは量子力学の中でも、私たちが理解するためには、観測による結果が「局所実在論」という仮定を否定するというところにあります。

哲学的な話ですが、「実在論」とは、実験の結果は観測対象とする粒子の性質を何らかの形で反映するという考え方です。アインシュタインは何かを確実に予想できるのなら、それに伴って実在の要素が存在しているはずだと考えていました。

量子もつれは実在する要素がないにも関わらず、遠く離れたペアの粒子が関係性を示すので、これこそアインシュタインが量子もつれを「不気味な遠隔作用」と呼んだ所以です。

どんなに離れていても2つの粒子の一方を観測すると、他方の状態がわかるという、光の速度限界を超えてしまう奇妙な現象です。

こうした量子もつれの研究が現在、量子コンピュータの実用化研究を促しています。

本書は研究テーマの背景として量子的世界観と局所実在論的世界観の対立にも大きく焦点を当てています。
その部分をとくに抽出します。

＞想像してみてほしい。
何世紀にも及ぶ科学研究、何世紀にも及ぶ原因の探索、物事が一定の形で起きる理由を説明する試みが私たちを最後の砦へと導く。
不意に、私たちには詳細に説明できない何かが、具体的に言えば個々の量子現象が現れる。
私たちには統計的な予想しかできない。
今この瞬間に存在するこの世界が、数年後、数分後、あるいは数秒後の世界を厳然と決定するわけではない。世界は未確定だ。
私たちにできるのは、個々の現象が起きる確率を出すことだけだ。

＞量子物理学的な見地に立つと、従来の一般的な世界観はもはや擁護できないが、新しい世界観がどんなふうに成り立つのかはまだよくわからない。
ただし、明らかな点が1つある。
量子力学による予想はあらゆる実験できちんと立証されているので、どれだけ控えめに言ったとしても、量子力学が自然の記述として誤っている可能性はきわめて低い。

おそらくツァイリンガー氏に影響を与えたであろう、ボーア氏が言ったとされる言葉も挙げておきます。

＞量子的世界などは存在しない。存在するのは抽象的な量子物理学的記述だけである。物理学の努めは自然がどんなものであるかを突き止めることだと考えるのは間違っている。
物理学は我々が自然に言えることに関わるものなのだ。

私たち人間は宇宙に存在するエネルギーのたった5％しかまだわかっていません。ダークエネルギーやダークマターについてはまったくわかっていません。

ツァイリンガー氏は結語において、アインシュタインの相対性理論が「時間」と「空間」を「時空」という概念に統一したことが物理学を進歩させたように、「情報」と「現実」という2つの概念も切り離すことはできないと述べています。

私たち人間は「観察者」として、古典的な物理学よりも強固に自然と繋がっていると述べています。

しかし、脳のミクロ環境では量子状態の影響は否定しないけれど、たいがいは量子干渉が破壊される「デコヒーレンス」環境であると述べています。

最近の脳科学研究「自由エネルギー原理」によれば、脳は「エントロピーの最小化」を基本にして機能しているそうです。

私の勝手な妄想ですが、素粒子に満ちた量子物理学と熱力学の世界が”ランダムな海”ならば、人間の脳は”自由エネルギーの最小化（エントロピーの最大化）”という熱力学の羅針盤を使って航海しているのかもしれません。

ツァイリンガー氏が示唆された「一方向量子コンピュータ」について、誤り訂正に優れているのならば、これから注目していきたいと考えています。

9人のお客様がこれが役に立ったと考えています

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Amazon カスタマー

もっと簡潔明瞭に説明してもらえれば

2023年11月20日に日本でレビュー済み

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二重否定や二重肯定が多い回りくどい直訳調の文章と、冗長な物語風の展開のため、ただでさえイメージしにくい、量子のもつれやテレポーテーション現象の実像はつかみづらい。

もつれについては、最終章にまとめがされているので何とか把握できた（ここも結構回りくどいが）。
また実験内容の説明は具体的で丁寧。

著者はこの分野の最先端におられるようなので、訳も含めてもっと簡潔明瞭に説明して頂けたら、と残念です。

3人のお客様がこれが役に立ったと考えています

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キノコ老師

量子もつれと量子情報。

2023年11月10日に日本でレビュー済み

Amazonで購入

前半はアリスとボブという架空の学生が量子もつれを理解するために、ベル実験の結果を一歩一歩理解していく。量子もつれに興味のある人は、前半だけでも読むと良いと思う。後半は、量子もつれの性質を用いた量子テレポーション実験についての話題。著者が2022年に量子もつれでノーベル賞を受賞しているので、後半の内容は、本人が携わった実際の実験も含め説明の密度が違う。故に難しい。しかし、第一線の人だからこそ伝えられる内容とも思った。

量子もつれに興味のある一般の人にとっては難しい内容の一冊ではあると思う。一方で、物理学科や物理工学科で、量子情報に興味のある学生にとっては導入として良い一冊。この本を読んで実際に量子情報に興味を持ったら、専門書に挑戦すると良いと思う。

1人のお客様がこれが役に立ったと考えています

役に立った

小林道明

最新の量子テレポーテーションについて分かりやすく解説している。

2023年8月30日に日本でレビュー済み

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複雑な量子もつれについて光子を用いた著者の試みを理論指揮なしで物語風に分かりやすく説明している。しかも複雑な種々のケースの量子テレポーテーションについての説明を試みているところは参考になる。

1人のお客様がこれが役に立ったと考えています

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島津利一　

ちょい難しい

2023年8月31日に日本でレビュー済み

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私は大栗さんが紹介しているので購入しました。理論物理は中学の頃より趣味です。もともと中学生の頃よりこのエンタングルメントには興味がありました。私が当時考えたのは、一辺が３０万Kmの立方体のサイコロを作り、宇宙空間で転がして目を確認します。もし１ならば、その裏面は６になります。（足して７になるように作られているから）それ瞬時に分かります。しかし、表面から裏面まで光で１秒かかるのです。情報は光より早く瞬時に伝わったことになります。
買って数週間になりますがまだ読み切れていません。アインシュタインも理解できなかったこの現象。私が生きている内にベルの不等式とか解明されるとは思っていませんでした。そういえば南部さんも、「アインシュタインは私の言うことが理解できていない」といったくだりがありましたね。

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vivekatrek

量子もつれ効果を、推理小説を読むような気軽さで理解させる名著である

2023年6月27日に日本でレビュー済み

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本書（原著出版は2010年）を読んだのは、ノーベル賞を受賞したツァイリンガー氏による「量子もつれ効果」の解釈と『釈尊の教法の真義』の観点に立つ私の「理解度」を確認したかったからである。他のレビューアが指摘する翻訳の問題は確かに読んでいて気になる所が多い。しかし、数式のない推理小説と考えれば、細かな翻訳の問題は無視して本質（読者がどこを本質と捉えるかに依存するが）を把握することはできる。少なくとも、量子コンピュータの基本は「量子もつれ効果（非局所効果）」であることを理解できれば、技術者も先に進むことができる。
そう考える理由は、エピローグにある著者の言葉である。《もっと早い段階で未知の影響が生じていて、両方の観測に関する選択を決定していた可能性は否定できない。･･･新しい物理学が必要ね。》（p.353～354）、《他に使える乱数生成には、物理的なプロセスでなく、人間が選択することも可能だね。》（p.358）などである。

従来の仏教教義では失われた『釈尊の教法の真義』は、物理次元の「欲界（第三密度＝二元性に執着する凡夫の境界）」と物理次元の一部と非物理次元の一部から成る「純粋色界（第四密度＝非二元性を確立した阿羅漢・第一段階のブッダの境界）」と非物理次元の「純粋無色界（第五密度＝非局所性を確立した第二段階のブッダの境界）」までの修行体系を創案した。「欲界」の凡夫が「純粋色界」の阿羅漢・第一段階のブッダに進化する過程では「心の量子トンネル効果」が働く。その阿羅漢・第一段階のブッダが「純粋色界」から「純粋無色界」の第二段階のブッダに進化する過程では「精神の量子もつれ効果」が働く。
物理現象に限れば、電子などのフェルミ粒子は「欲界」の存在であり、光子などのボース粒子は「純粋色界・純粋無色界」の存在である。以上から、上記引用した「新しい物理学」とは「第四密度の物理学」であり、「選択できる人間」とは「阿羅漢・第一段階のブッダ」という進化した人類のことである。

著者のアントン・ツァイリンガー氏を知ったのは、『世界は関係でできている：美しくも過激な量子論』（カルロ・ロヴェッリ著、原著出版は2014年）の中で、学生時代のロヴェッリ氏がツァイリンガー氏の設計した量子効果の巧妙な実験の様子を描いていたからである。その実験は、ハイゼンベルクの不確定性原理を体験させるものである。交換関係の不成立（数式では、XP – PX = iħ）が量子力学であり、そこから不確定性原理（数式ではΔXΔP ≥ ħ/2）が導出される意味を体験したのである。

カルロ・ロヴェッリ氏の説明も分かり易く面白かったが、本書におけるアントン・ツァイリンガー氏の解説は、翻訳に問題があるとしても、十分に分かり易く魅力的である。私はトイレの中で読んだ。学生時代に学んだ量子力学の本質を普通の会話で納得させてくれるのだから推理小説を読むような気軽さで理解できる。特に、StarTrekの転送（テレポーテーション）は従来技術では不可能だが、「量子もつれ効果」を利用すれば可能だと述べていることに驚いた。続いて、この「量子もつれ効果」を、サイコロを使った身近な例で説明してくれたり、ビームスプリッタから出た光子の一つを観測したら、もう一つの光子の状態が超高速で決まるという説明に、どんどん引き込まれる。

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"化学者"

原著は2010年出版された本だがノーベル物理学賞受賞者の著書は一読に値する

2023年8月12日に日本でレビュー済み

Amazonで購入

本書は，2022年にノーベル物理学賞を受賞したアントン・ツァイリンガーが，自らが進めてきた量子もつれや量子テレポーテーションの研究を，一般向けに著した本である．
この本では，量子もつれの実験によるベルの不等式のやぶれについては，学生アリスとボブにその実験の追体験をさせることによって，内容をわかってもらおうとしている．さらに，付録に，哲学者向けに記した量子もつれの解説もつけている．
その後の量子テレポーテーションについては，一気に内容を詰め込むようになっている．量子もつれを利用することにより，ある光子の情報を，観測前に伝えることができことについては，研究者に語ってもらう書き方により，丁寧な解説をしている．一方で，二組の光子ペアのそれぞれ一方を観測し結果を記録後，もう一方の光子同士を量子もつれ状態にさせた場合，非常に不思議に思える結果となることも示している．
原著は2010年に出版されており，「最近の展開」の章の話題は古くなってしまている．しかし，ノーベル物理学賞受賞者が自ら進めてきた研究について一般向けに書いた本は貴重で，一読に値する．

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