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EPRパラドックスとは?

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EPRパラドックスとは、アインシュタイン・ポドルスキー・ローゼンが1935年に提唱した、量子力学の「完全性」に疑問を呈した思考実験です。

EPRパラドックスは、1935年にアルバート・アインシュタイン、ボリス・ポドルスキー、ネイサン・ローゼンの三名が発表した論文に基づく思考実験です(三名の頭文字をとってEPRと呼ばれます)。量子力学の標準解釈(コペンハーゲン解釈)に対する根本的な疑問として提示されました。

議論の核心は「量子もつれ」にあります。二つの粒子が量子的にもつれた状態にある場合、片方の粒子を観測すると、もう一方の粒子の状態が瞬時に(どれほど遠く離れていても)確定するように見えます。アインシュタインらはこれを「不気味な遠隔作用」と呼び、情報が光速を超えて伝わることはないという相対性理論の原則と矛盾するとして、量子力学には「隠れた変数」が存在し、まだ理論が不完全であると主張しました。

この問題は長らく哲学的論争にとどまっていましたが、1960年代にジョン・ベルが「ベルの不等式」を定式化し、実験で検証可能な形にしました。その後のアスペらによる実験(1980年代以降)では、ベルの不等式が破れることが実証され、量子力学の非局所性(隠れた変数では説明できないもつれ)が確認されました。

現在では、もつれによって情報が超光速で伝わるわけではなく、相対性理論と矛盾しないことが理解されています。EPRパラドックスは量子情報・量子暗号・量子コンピュータの理論的基盤となる「量子エンタングルメント」研究の出発点として、今日も重要な位置を占めています。

使い方・例文

量子暗号通信の研究では、EPRパラドックスで論じられた量子もつれを利用して、理論上盗聴不可能な鍵配送プロトコル(BB84など)が実装されています。

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