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QuICSの物理学者、Nicole Yunger Halpernのポッドキャスト。
今日のゲストは、QuICS物理学者でメリーランド大学非常勤助教授のニコル・ユンガー・ハルパーンさんです。ニコールは新著「Quantum Steampunk: The Physics of Yesterday's tomorrow」の著者でもある。ニコールと私は、彼女の著書、量子熱力学、女性であることが彼女のキャリアに役立ったか、あるいは役立たなかったか、などについて語り合う。
全記録は以下の通り。
ユヴァル：こんにちは、ニコル。今日は参加してくれてありがとう。
ニコル：ポッドキャストに呼んでくれてありがとう。
ユヴァル：それで、あなたは何者で、どんな仕事をしているんですか？
ニコル：私は理論物理学者です。いろいろな仕事をしています。現在は国立標準技術研究所に勤めています。NISTとメリーランド大学が共同で設立した量子情報コンピューター科学共同センター（QuICS）のフェローで、非常勤助教授を務めています。理論物理学者であると同時に、今春出版される本の著者でもあります。
私は量子熱力学と量子情報理論を研究している。量子熱力学の先にある考え方は、エネルギーの科学である熱力学は1800年代に開発されたということです。それは、人々が量子論を知る前、私たちの日常世界を構成する材料が目に見えないほど小さな原子で構成されていることを誰もが受け入れる前の、かなり昔のことです。
熱力学は大規模な古典系のために構築されたもので、熱力学の概念の一部は量子統計力学を通じて量子の領域に入り込んでいるが、統計力学は熱力学とは全く異なる趣を持っている。熱力学は、情報理論に似た操作理論である。情報理論や情報処理について考えるとき、私たちは特定のリソースを持ち、特定のタスクを達成しようとするエージェントについて考えます。私たちはよく、ノイズの多いチャネルで通信しようとするアリスとボブを考え、このタスクをいかに効率的に実行できるかを問う。同様に、熱力学では、工場や自動車に電力を供給したり、バッテリーを充電したりするエージェントについて考える。
そして現在、私たちが持っているテクノロジーは、ある意味で、いや、多くのテクノロジーは、熱力学が創設された当時のテクノロジーとは大きく異なっている。熱力学は、蒸気機関が最新技術のひとつであった産業革命の時代に開発されました。ですから、小さなシステム、量子システム、情報処理システム、平衡からかけ離れたシステムなどのために、熱力学を再定式化したり、再構築したりする必要があるのです。しかし、私のグループと私は、量子情報理論の数学的・概念的ツールを用いて量子熱力学の理論を構築するために、この熱力学の再定義に参加しています。また、この量子情報理論熱力学のツールキットを、化学、凝縮系物質、原子分子光学物理学など、科学のさまざまな分野に持ち運び、これらのツールを使って、古い問題に対する新しい解決策を見つけたり、新しい問いを見つけたりしています。
ユヴァル：新しい本が出たんですね。それについて教えてください。
ニコル：もちろん、これは『量子スチームパンク：昨日の明日の物理学』という本です。基本的な考え方は、スチームパンクと呼ばれるSFのジャンルが、量子物理学、情報理論、熱力学の交差点で息を吹き返しつつあるということです。スチームパンクは文学、芸術、映画のジャンルである。スチームパンク作品には、1800年代の設定がある。つまり、ビクトリア朝ロンドンやワイルド・ワイルド・ウェスト（西部開拓時代）のような設定と、タイムマシンやオートマタのような近未来的なテクノロジー（蒸気を動力源とするものが多い）が組み合わされる。
新旧の素晴らしい融合が、ノスタルジーと冒険とロマンスを生み出している。そして私は、このジャンルは量子熱力学の精神によって実現されたと考えている。先ほど申し上げたように、量子熱力学はヴィクトリア朝時代に起こった産業革命の中で開発されました。一方、量子情報は最先端のテクノロジーだ。量子コンピューターはまだある程度未来的な技術です。つまり、量子熱力学はビクトリア朝時代の古いものと、未来の新しい最先端技術の融合なのだ。
ユヴァル：私はこの本を読んで、時に気まぐれで、時に魅力的な本だと感じた。
ニコル：ありがとう。
ユヴァル：もし私がターゲット読者だとしたら、どんな人にこの本を読んでもらいたいですか？
ニコル：私はこの本が様々な人の手に渡ることを望んでいます。幅広い教養を持ち、興味を持つ人たち、そういった人たちは科学や物理学に興味があるかもしれません。ブライアン・グリーンの最新刊を読んだり、スティーブン・ホーキング博士のブラックホールに関する研究に触れたことがあるかもしれない。あるいは、もっと文学的で、SFのファンかもしれないし、普通の科学者で、量子熱力学や量子コンピューティングが話題になっていると聞いて、その騒ぎが何なのか知りたいと思っている人かもしれない。しかし、このような読者、さまざまな背景を持つ潜在的な読者には、少なくともこの本を何らかの形で楽しいものだと感じてもらいたい。
人によって、この本から得られるものは違うと思う。この本には非常に異なる、あるいは異なる視点が組み合わされている。ハードサイエンスもあれば、美学もある。文学、芸術、歴史への言及も多い。だから、これらが組み合わさって、この本が誰にとってもある意味楽しいものになることを願っている。
ユヴァル：続編はどうなるんですか？次のシリーズは？
ニコル：次の10年で私の研究がどこまで進むか、見ものですね。でも、スチームパンクについてのノンフィクションを書いたので、次はスチームパンク小説を書くのかと聞かれたことがあります。スチームパンクについての小説を書く予定はありませんが、もしスチームパンク小説やファンタジー小説を扱っている文芸エージェントが、私が書いてみるのはいい考えだと思うようなことがあれば、ぜひ連絡をいただきたいと思います。
ユヴァル：さて、もちろん映画の話もしないとね。量子スチームパンク映画について。
この本の中では、ポスドクや学生時代に学んだことなど、この分野に入るまでの道のりが断片的に書かれていますが、今のあなたに最も大きな影響を与えた人物は誰ですか？
ニコル：そうだと言いたい。母もきっとそう言ってくれると思う。だから、私の人生にたくさんの影響を与えてくれたことに感謝している。分野を超えて、世界中にたくさんのメンターがいることにとても感謝している。そして、私の人生を力強く支え、教育の大切さを教えてくれた家族にもとても感謝している。また、巻末の謝辞にも書きましたが、夫は週末にマフィンを焼いて、私の週末の朝の執筆活動を支えてくれました。
それはさておき、私は多くの指導者に感謝している。これは若い科学者にとって特に重要なことだと思います。科学は本当にタフなもので、たとえあなたが今やっていることがとても困難で、自分には無理だと思ったとしても、私は外部からの視点を持っているので、あなたならできると確信しています。
ユヴァル：Classiqではダイバーシティについて多くの質問を受けますが、幸運にも何人かの素晴らしい女性科学者を採用することができました。あなたが女性であることで、あなたの道はより困難であったと感じますか、あるいは容易であったと感じますか？
ニコル：興味深い質問だね。閉ざされたドアの向こうでは、私の目には見えない多様性に関わる多くの影響が働いていることは知っています。例えば、MITで教員を目指す物理学の若い女性のためのワークショップに参加したことがあります。私は彼女に、"私が女性だからといって、多様性を促進するために講演などを依頼されるのではないかと、少し心配になることがあります "と尋ねました。そして彼女は言った。あなたが女性であるという理由だけで、このような形で実際に得られるかもしれない恩恵は、あなたが目にすることのない悪影響のすべてをほとんど相殺するものでもないのだから。というのも、これらの分野は比較的オープンで友好的で、多様性を受け入れているように見えるからです。
これらの地域は若いコミュニティーであることもあり、それが理由と関係しているのかもしれない。ここには良いサポートネットワークもあります。例えば、「Alice Women in Quantum Information」というFacebookグループがあります。アリスは、おそらく多くのリスナーが知っているように、量子情報理論プロトコルに登場する2人の人物のうちの1人です。彼女はボブにメッセージを送っているかもしれません。このグループは、量子情報に携わる女性たちが集まり、自慢できることを共有したり、ミーティングを企画したり、ただ発散したりする場です。このような場で自分の経験を話すことができ、量子計算のコースで学ぶようなリーダー的存在の人たちに、「そうそう、私も同じような経験をしたことがある。これが私の経験だ」と言われることで、共同体意識が生まれるのだ。
ユヴァル：この本を読み始めると、量子ビットの話やエンタングルメントの話が出てきますね。量子熱力学は、より優れた量子コンピューターの構築にどのように応用できるのでしょうか？
ニコル：量子情報と量子熱力学の間には、双方向性があります。一方では、量子コンピューティングは、基礎的な関心事に加えて、量子情報理論という素晴らしい数学的・概念的ツールキットの開発につながりました。そして量子情報理論は、物性理論や高エネルギー理論、原子分子光学物理学など、科学のさまざまな分野を再構築するためのツールキットとして活用されている。つまり、量子熱力学者である我々は、量子情報理論のツールを熱力学に応用することで、システムがエネルギーと情報をどのように交換するかという新しい仕組みを構想しているのである。
では一方で、量子熱力学は量子コンピューティングに応用できるのだろうか？この本の後半で、その例について述べる。例えば、アルゴリズムの冷却です。量子コンピュータを動作させる場合、量子ビットは単純なフィデューシャルの状態に準備する必要があります。この状態は、量子ビットのハミルトニアンの基底状態であることが多い。従って、この状態の量子ビットを準備するためには、量子ビットをできるだけ低温に冷却する必要がある。この状態の量子ビットを準備するには、さまざまな方法がある。そのひとつに、熱浴という概念があります。ある一定の温度に保たれた大きな環境で、システムと相互作用させることができるのです。
量子ビット間の相関を利用して量子ビットの情報を少数の量子ビットに圧縮し、一部の量子ビットは比較的クリーンで相関のない状態にする。他の量子ビットは相関関係やもつれなどを保持する。そのため、どの量子ビットを見ても、その状態は最大混合状態に近く、非常にエントロピー的です。次に、これらの量子ビット、より汚い量子ビットを熱浴と相互作用させ、熱浴の温度を仮定させることができる。そうすると、熱浴の温度は有限であるにもかかわらず、量子ビットはエントロピー的な汚れを熱浴に少し捨てることになる。熱浴の温度は有限ですが、すべての量子ビットが持っている温度ほど低くはありません。そしてこのプロセスを何度も繰り返す。そうすれば、多くの量子ビットを熱浴の温度よりもさらに低い温度にすることができる。
これはその一例だ。量子熱力学プロトコルを使って量子ビットを冷却し、量子ビットをリセットすることで、量子計算のための新しい入力にする方法もあります。これはその一例です。
ユヴァル：量子コンピューターについて学ぶとき、最も混乱しやすい概念のひとつがエンタングルメント（もつれ）だと思う。エンタングルメントを知らない人にどう説明しますか？
ニコル：私はエンタングルメントを、2つの粒子が共有できる関係だと考えています。この関係は相関関係として現れます。もつれた2つの粒子があるとします。一方の粒子を測定し、もう一方の粒子も測定する。その結果、量子系の測定であるため、少しランダムな、あるいはランダムな結果が得られる。エンタングルメントのある粒子を用意し、粒子を測定し、結果を得る。これを何度も繰り返し、結果を積み上げていく。そして、粒子Aの測定結果と粒子Bの測定結果の相関関係を測定することができる。
相関関係とは何か？2つの事象は、一方の事象の変化が他方の事象の変化を追跡する場合、相関がある。だから、これらの測定結果がどの程度一緒に変化するかを問うことができる。そして、粒子がどの程度強く相関しているかを測定することができる。そして、その相関関係は、古典的な粒子だけで達成できる相関関係よりも大きくなる可能性があることがわかる。もし2つの粒子がもつれ合うなら、古典的な粒子では共有できないような特別に強い関係を共有することになる。
エンタングルメントとは、「全体は部分の総和よりも大きい」という古いことわざを実現したものである。エンタングルメントとは、1つの粒子の中にもなく、もう1つの粒子の中にもなく、2つの粒子を個別に探った場合の合計にもないものです。エンタングルメントとは、粒子と粒子の間にあるものであり、粒子と粒子の間にあるものでもない。
ユヴァル：とてもいい。ありがとうございます。それで、あなたは量子スチームパンクとも呼ばれる研究室を主宰されていますね？
ニコル：そう。
ユヴァル：あなたと同僚の研究内容について、少し教えてください。
ニコル：もちろんです。量子スチームパンク研究室はQuICS（量子情報コンピュータ科学共同研究センター）にあります。私は多くの大学院生とポスドクを抱え、量子情報と量子熱力学の交差点について研究しています。私たちは、さまざまな観点からアプローチしています。非常に抽象的で理論的な研究もあり、定理を証明したり、思考実験について考えたりしています。しかし、抽象的な理論から実験的な共同研究まで、さまざまな角度から取り組んでいます。例えば、ポスドクと共同研究者数名と私は最近、オーストリアのインスブルックにあるライナー・ブラットの研究室と共同で論文を発表した。私たちが提案したあるプロトコルを実行したところ、量子ビットのごく一部が熱的に変化し、私たちが予測したような量子熱的状態になるのを見ることができた。
ユヴァル：とてもいいことだ。あなたの仕事について、またこの本についてもっと知りたい人は、どうすればあなたと連絡を取ることができますか？
ニコル：Nicole Quantum Steampunkでググると、私のグループのウェブサイトが出てきます。グループのウェブサイトには本についてのページもあり、そこに私のツイッターのハンドルネームへのリンクがあります。それは@nicoleyh11で、私のメールアドレスも載っています。
ユヴァル：とてもいい。ニコル、今日はどうもありがとう。
ニコル：ポッドキャストに呼んでくれてありがとう。
今日のゲストは、QuICS物理学者でメリーランド大学非常勤助教授のニコル・ユンガー・ハルパーンさんです。ニコールは新著「Quantum Steampunk: The Physics of Yesterday's tomorrow」の著者でもある。ニコールと私は、彼女の著書、量子熱力学、女性であることが彼女のキャリアに役立ったか、あるいは役立たなかったか、などについて語り合う。
全記録は以下の通り。
ユヴァル：こんにちは、ニコル。今日は参加してくれてありがとう。
ニコル：ポッドキャストに呼んでくれてありがとう。
ユヴァル：それで、あなたは何者で、どんな仕事をしているんですか？
ニコル：私は理論物理学者です。いろいろな仕事をしています。現在は国立標準技術研究所に勤めています。NISTとメリーランド大学が共同で設立した量子情報コンピューター科学共同センター（QuICS）のフェローで、非常勤助教授を務めています。理論物理学者であると同時に、今春出版される本の著者でもあります。
私は量子熱力学と量子情報理論を研究している。量子熱力学の先にある考え方は、エネルギーの科学である熱力学は1800年代に開発されたということです。それは、人々が量子論を知る前、私たちの日常世界を構成する材料が目に見えないほど小さな原子で構成されていることを誰もが受け入れる前の、かなり昔のことです。
熱力学は大規模な古典系のために構築されたもので、熱力学の概念の一部は量子統計力学を通じて量子の領域に入り込んでいるが、統計力学は熱力学とは全く異なる趣を持っている。熱力学は、情報理論に似た操作理論である。情報理論や情報処理について考えるとき、私たちは特定のリソースを持ち、特定のタスクを達成しようとするエージェントについて考えます。私たちはよく、ノイズの多いチャネルで通信しようとするアリスとボブを考え、このタスクをいかに効率的に実行できるかを問う。同様に、熱力学では、工場や自動車に電力を供給したり、バッテリーを充電したりするエージェントについて考える。
そして現在、私たちが持っているテクノロジーは、ある意味で、いや、多くのテクノロジーは、熱力学が創設された当時のテクノロジーとは大きく異なっている。熱力学は、蒸気機関が最新技術のひとつであった産業革命の時代に開発されました。ですから、小さなシステム、量子システム、情報処理システム、平衡からかけ離れたシステムなどのために、熱力学を再定式化したり、再構築したりする必要があるのです。しかし、私のグループと私は、量子情報理論の数学的・概念的ツールを用いて量子熱力学の理論を構築するために、この熱力学の再定義に参加しています。また、この量子情報理論熱力学のツールキットを、化学、凝縮系物質、原子分子光学物理学など、科学のさまざまな分野に持ち運び、これらのツールを使って、古い問題に対する新しい解決策を見つけたり、新しい問いを見つけたりしています。
ユヴァル：新しい本が出たんですね。それについて教えてください。
ニコル：もちろん、これは『量子スチームパンク：昨日の明日の物理学』という本です。基本的な考え方は、スチームパンクと呼ばれるSFのジャンルが、量子物理学、情報理論、熱力学の交差点で息を吹き返しつつあるということです。スチームパンクは文学、芸術、映画のジャンルである。スチームパンク作品には、1800年代の設定がある。つまり、ビクトリア朝ロンドンやワイルド・ワイルド・ウェスト（西部開拓時代）のような設定と、タイムマシンやオートマタのような近未来的なテクノロジー（蒸気を動力源とするものが多い）が組み合わされる。
新旧の素晴らしい融合が、ノスタルジーと冒険とロマンスを生み出している。そして私は、このジャンルは量子熱力学の精神によって実現されたと考えている。先ほど申し上げたように、量子熱力学はヴィクトリア朝時代に起こった産業革命の中で開発されました。一方、量子情報は最先端のテクノロジーだ。量子コンピューターはまだある程度未来的な技術です。つまり、量子熱力学はビクトリア朝時代の古いものと、未来の新しい最先端技術の融合なのだ。
ユヴァル：私はこの本を読んで、時に気まぐれで、時に魅力的な本だと感じた。
ニコル：ありがとう。
ユヴァル：もし私がターゲット読者だとしたら、どんな人にこの本を読んでもらいたいですか？
ニコル：私はこの本が様々な人の手に渡ることを望んでいます。幅広い教養を持ち、興味を持つ人たち、そういった人たちは科学や物理学に興味があるかもしれません。ブライアン・グリーンの最新刊を読んだり、スティーブン・ホーキング博士のブラックホールに関する研究に触れたことがあるかもしれない。あるいは、もっと文学的で、SFのファンかもしれないし、普通の科学者で、量子熱力学や量子コンピューティングが話題になっていると聞いて、その騒ぎが何なのか知りたいと思っている人かもしれない。しかし、このような読者、さまざまな背景を持つ潜在的な読者には、少なくともこの本を何らかの形で楽しいものだと感じてもらいたい。
人によって、この本から得られるものは違うと思う。この本には非常に異なる、あるいは異なる視点が組み合わされている。ハードサイエンスもあれば、美学もある。文学、芸術、歴史への言及も多い。だから、これらが組み合わさって、この本が誰にとってもある意味楽しいものになることを願っている。
ユヴァル：続編はどうなるんですか？次のシリーズは？
ニコル：次の10年で私の研究がどこまで進むか、見ものですね。でも、スチームパンクについてのノンフィクションを書いたので、次はスチームパンク小説を書くのかと聞かれたことがあります。スチームパンクについての小説を書く予定はありませんが、もしスチームパンク小説やファンタジー小説を扱っている文芸エージェントが、私が書いてみるのはいい考えだと思うようなことがあれば、ぜひ連絡をいただきたいと思います。
ユヴァル：さて、もちろん映画の話もしないとね。量子スチームパンク映画について。
この本の中では、ポスドクや学生時代に学んだことなど、この分野に入るまでの道のりが断片的に書かれていますが、今のあなたに最も大きな影響を与えた人物は誰ですか？
ニコル：そうだと言いたい。母もきっとそう言ってくれると思う。だから、私の人生にたくさんの影響を与えてくれたことに感謝している。分野を超えて、世界中にたくさんのメンターがいることにとても感謝している。そして、私の人生を力強く支え、教育の大切さを教えてくれた家族にもとても感謝している。また、巻末の謝辞にも書きましたが、夫は週末にマフィンを焼いて、私の週末の朝の執筆活動を支えてくれました。
それはさておき、私は多くの指導者に感謝している。これは若い科学者にとって特に重要なことだと思います。科学は本当にタフなもので、たとえあなたが今やっていることがとても困難で、自分には無理だと思ったとしても、私は外部からの視点を持っているので、あなたならできると確信しています。
ユヴァル：Classiqではダイバーシティについて多くの質問を受けますが、幸運にも何人かの素晴らしい女性科学者を採用することができました。あなたが女性であることで、あなたの道はより困難であったと感じますか、あるいは容易であったと感じますか？
ニコル：興味深い質問だね。閉ざされたドアの向こうでは、私の目には見えない多様性に関わる多くの影響が働いていることは知っています。例えば、MITで教員を目指す物理学の若い女性のためのワークショップに参加したことがあります。私は彼女に、"私が女性だからといって、多様性を促進するために講演などを依頼されるのではないかと、少し心配になることがあります "と尋ねました。そして彼女は言った。あなたが女性であるという理由だけで、このような形で実際に得られるかもしれない恩恵は、あなたが目にすることのない悪影響のすべてをほとんど相殺するものでもないのだから。というのも、これらの分野は比較的オープンで友好的で、多様性を受け入れているように見えるからです。
これらの地域は若いコミュニティーであることもあり、それが理由と関係しているのかもしれない。ここには良いサポートネットワークもあります。例えば、「Alice Women in Quantum Information」というFacebookグループがあります。アリスは、おそらく多くのリスナーが知っているように、量子情報理論プロトコルに登場する2人の人物のうちの1人です。彼女はボブにメッセージを送っているかもしれません。このグループは、量子情報に携わる女性たちが集まり、自慢できることを共有したり、ミーティングを企画したり、ただ発散したりする場です。このような場で自分の経験を話すことができ、量子計算のコースで学ぶようなリーダー的存在の人たちに、「そうそう、私も同じような経験をしたことがある。これが私の経験だ」と言われることで、共同体意識が生まれるのだ。
ユヴァル：この本を読み始めると、量子ビットの話やエンタングルメントの話が出てきますね。量子熱力学は、より優れた量子コンピューターの構築にどのように応用できるのでしょうか？
ニコル：量子情報と量子熱力学の間には、双方向性があります。一方では、量子コンピューティングは、基礎的な関心事に加えて、量子情報理論という素晴らしい数学的・概念的ツールキットの開発につながりました。そして量子情報理論は、物性理論や高エネルギー理論、原子分子光学物理学など、科学のさまざまな分野を再構築するためのツールキットとして活用されている。つまり、量子熱力学者である我々は、量子情報理論のツールを熱力学に応用することで、システムがエネルギーと情報をどのように交換するかという新しい仕組みを構想しているのである。
では一方で、量子熱力学は量子コンピューティングに応用できるのだろうか？この本の後半で、その例について述べる。例えば、アルゴリズムの冷却です。量子コンピュータを動作させる場合、量子ビットは単純なフィデューシャルの状態に準備する必要があります。この状態は、量子ビットのハミルトニアンの基底状態であることが多い。従って、この状態の量子ビットを準備するためには、量子ビットをできるだけ低温に冷却する必要がある。この状態の量子ビットを準備するには、さまざまな方法がある。そのひとつに、熱浴という概念があります。ある一定の温度に保たれた大きな環境で、システムと相互作用させることができるのです。
量子ビット間の相関を利用して量子ビットの情報を少数の量子ビットに圧縮し、一部の量子ビットは比較的クリーンで相関のない状態にする。他の量子ビットは相関関係やもつれなどを保持する。そのため、どの量子ビットを見ても、その状態は最大混合状態に近く、非常にエントロピー的です。次に、これらの量子ビット、より汚い量子ビットを熱浴と相互作用させ、熱浴の温度を仮定させることができる。そうすると、熱浴の温度は有限であるにもかかわらず、量子ビットはエントロピー的な汚れを熱浴に少し捨てることになる。熱浴の温度は有限ですが、すべての量子ビットが持っている温度ほど低くはありません。そしてこのプロセスを何度も繰り返す。そうすれば、多くの量子ビットを熱浴の温度よりもさらに低い温度にすることができる。
これはその一例だ。量子熱力学プロトコルを使って量子ビットを冷却し、量子ビットをリセットすることで、量子計算のための新しい入力にする方法もあります。これはその一例です。
ユヴァル：量子コンピューターについて学ぶとき、最も混乱しやすい概念のひとつがエンタングルメント（もつれ）だと思う。エンタングルメントを知らない人にどう説明しますか？
ニコル：私はエンタングルメントを、2つの粒子が共有できる関係だと考えています。この関係は相関関係として現れます。もつれた2つの粒子があるとします。一方の粒子を測定し、もう一方の粒子も測定する。その結果、量子系の測定であるため、少しランダムな、あるいはランダムな結果が得られる。エンタングルメントのある粒子を用意し、粒子を測定し、結果を得る。これを何度も繰り返し、結果を積み上げていく。そして、粒子Aの測定結果と粒子Bの測定結果の相関関係を測定することができる。
相関関係とは何か？2つの事象は、一方の事象の変化が他方の事象の変化を追跡する場合、相関がある。だから、これらの測定結果がどの程度一緒に変化するかを問うことができる。そして、粒子がどの程度強く相関しているかを測定することができる。そして、その相関関係は、古典的な粒子だけで達成できる相関関係よりも大きくなる可能性があることがわかる。もし2つの粒子がもつれ合うなら、古典的な粒子では共有できないような特別に強い関係を共有することになる。
エンタングルメントとは、「全体は部分の総和よりも大きい」という古いことわざを実現したものである。エンタングルメントとは、1つの粒子の中にもなく、もう1つの粒子の中にもなく、2つの粒子を個別に探った場合の合計にもないものです。エンタングルメントとは、粒子と粒子の間にあるものであり、粒子と粒子の間にあるものでもない。
ユヴァル：とてもいい。ありがとうございます。それで、あなたは量子スチームパンクとも呼ばれる研究室を主宰されていますね？
ニコル：そう。
ユヴァル：あなたと同僚の研究内容について、少し教えてください。
ニコル：もちろんです。量子スチームパンク研究室はQuICS（量子情報コンピュータ科学共同研究センター）にあります。私は多くの大学院生とポスドクを抱え、量子情報と量子熱力学の交差点について研究しています。私たちは、さまざまな観点からアプローチしています。非常に抽象的で理論的な研究もあり、定理を証明したり、思考実験について考えたりしています。しかし、抽象的な理論から実験的な共同研究まで、さまざまな角度から取り組んでいます。例えば、ポスドクと共同研究者数名と私は最近、オーストリアのインスブルックにあるライナー・ブラットの研究室と共同で論文を発表した。私たちが提案したあるプロトコルを実行したところ、量子ビットのごく一部が熱的に変化し、私たちが予測したような量子熱的状態になるのを見ることができた。
ユヴァル：とてもいいことだ。あなたの仕事について、またこの本についてもっと知りたい人は、どうすればあなたと連絡を取ることができますか？
ニコル：Nicole Quantum Steampunkでググると、私のグループのウェブサイトが出てきます。グループのウェブサイトには本についてのページもあり、そこに私のツイッターのハンドルネームへのリンクがあります。それは@nicoleyh11で、私のメールアドレスも載っています。
ユヴァル：とてもいい。ニコル、今日はどうもありがとう。
ニコル：ポッドキャストに呼んでくれてありがとう。
