量子通信

宇宙人は「量子通信」を使用し地球にメッセージを送っているかもしれない



宇宙人が量子で地球にメッセージ
　
この広い宇宙の中に存在するであろう地球外文明。我々は未知との遭遇を夢見て、宇宙人に向けたメッセージを送信する計画が提案されている。

　ではあちら側からのメッセージが地球に送信されている可能性はあるのか？

　英国の物理学者グループによると、この宇宙のどこかに存在する地球外文明が、「量子通信」で地球にメッセージを送っていたとしたら、それが届くことは現実にあると考えられるそうだ。

　英エディンバラ大学の研究グループが数理モデルで計算したところ、量子粒子は少なくとも何十万光年という距離をきちんと移動できることが判明した。

　つまり量子通信ならば、天の川銀河をこえる長い距離であっても無事に届くのだという。

量子通信のメリットとデメリット
　
ここ数年、「量子通信」の技術の研究が盛んだ。すでに一部実験的な運用も始まっている。

　量子通信は、原子や素粒子レベルの物理を扱う量子物理学をベースにした高度な通信技術である。

　量子の性質を利用すれば、従来の通信よりずっと高速にメッセージを送信することができる。また光子を用いたシステムは原理上ハッキング不可能なので、ずっと安全だ。

　だが弱点もある。「量子デコヒーレンス」という現象だ。

　惑星や恒星の重力場、彗星のチリ、太陽風、星間物質に含まれる粒子など、外部の環境が量子に干渉すると「重ね合わせ」という状態が破壊されてしまうのだ。こうなれば、そこにある情報がすべて失われてしまう。

　いくらハッキング不可能な通信であっても、情報が消えてしまっては意味がない。これでは超長距離通信の手段として量子通信は役に立たないということになってしまう。


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星から星への量子通信は可能

　『Physical Review D』（2022年5月16日付）に掲載された研究では、量子通信は量子デコヒーレンスの影響で、本当に星から星へとメッセージを送信できないのかどうかが検証された。

　研究グループは、天文学的データと数理モデルをもとに、地球とその比較的近くにある太陽系外惑星（約100個が対象となった）との間をX線がどのように移動するのか算出。

　その結果、この程度の距離ならば量子通信に致命的な影響は出ないだろうことが判明した。

　これは宇宙が地上に比べておおむねクリーンであることが大きい。空間に占める物質の密度が地球よりもずっと低いのだ。

　研究論文では、「光子を利用した量子通信が、星々の距離であっても確立される可能性は十分ある。とりわけ電子質量以下のX線領域の光子ではそう言える」と説明されている。

　さらにX線だけでなく、マイクロ波や可視光の光子でも実現可能と考えれるという。



高度な技術で支えられた量子通信だが、依然として光速に制限されるため、現星間距離でコミュニケーションを交わすには年単位の時間がかかる

地球外文明は星から星へと量子通信を送っている可能性
　研究グループによると、量子による高速かつ安全な通信なら、地球外知的生命体とコミュニケーションを交わすこともできるだろうという。

　だが現時点で、地球外文明の存在を示唆するような量子メッセージを発している天体は見つかっていないという。

　また、仮にそれが見つかったとしても、その内容を知るには強力な量子コンピューターで解読せねばならないだろう。

　さらにそれができたとしても、星と星との間でコミュニケーションを交わすにはなお長い時間がかかる。いかな量子通信といえども、光速という制約があるからだ。


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だが地球外文明の存在を示す「テクノシグネチャー」として利用できるかもしれない。

　研究グループはまた、地球外文明が「量子テレポーテーション」で通信をしている可能性を指摘する。これはある粒子の性質を遠く離れたもう1つの粒子に一瞬で送信する技術だ。

　量子テレポーテーションはシグナルの検出が容易なので、地球外文明はこれを好んで用いるかもしれない。それゆえにテクノシグネチャーを探す研究者は、量子信号にも注目すべきなのだという。

　「原理的には、天体からの量子シグナルも、地球外文明の情報シグナルすらも検出可能なはず」とのことだ。

2022年07月10日
カラパイアより