「量子もつれ（Quantum Entanglement）」は、量子力学の中でも最も神秘的で、かつ現代物理学・情報技術において極めて重要な現象の一つです。この記事では、量子もつれの仕組み、実験的な裏付け、そして応用例に至るまでを、物理学的な背景とともに徹底的に解説します。
量子もつれとは、2つ以上の量子が空間的にどれだけ離れていても、その状態が密接に関係し合っている状態を指します。一方の粒子の状態を観測すると、他方の状態も瞬時に決定されるという特性があり、アインシュタインはこれを「不気味な遠隔作用」と呼びました。
例えば、ある2つの電子をペアで生成し、それぞれを離れた場所に送ります。この2つの電子はスピン（自転のような性質）において、常に反対の状態を取ります。もし片方のスピンが"上向き"であれば、もう一方は必ず"下向き"になります。これはたとえ地球の裏側にいても変わりません。
フランスの物理学者アラン・アスペは、光子（光の粒）を用いて量子もつれの実験を行い、アインシュタインの反論（隠れた変数理論）を否定しました。この実験により、量子もつれが物理的な現実であることが確認されました。
量子もつれは、現代のテクノロジーに革命を起こす可能性を持っています。以下のような分野で応用が期待されています：
中国の衛星「墨子号」は、量子もつれを使って地上との量子鍵配送（QKD）に成功しました。これにより、第三者が通信を盗み見ようとした瞬間に検知できるという、前例のない安全な通信が可能となりました。
量子もつれは、私たちが考える「情報」や「因果関係」の概念そのものに問いを投げかける現象です。技術的な応用はもちろん、哲学的な観点からも多くの議論を生んでいます。量子インターネットの構築、分散型量子ネットワーク、そしてAIとの融合など、未来の社会を形作るカギを握る技術の一つです。
量子もつれは、単なる科学用語ではなく、すでに私たちの技術と社会に影響を及ぼし始めています。その理解と応用は、これからの情報時代を生き抜くために欠かせない知識です。興味を持った方は、量子力学の基本から少しずつ学び始めてみてはいかがでしょうか？