量子情報科学−情報科学の物理限界への挑戦- 2018

量子情報科学

-情報科学の物理限界への挑戦-大阪大学基礎工学研究科

山本俊

先端科学技術セミナー

http://qi.mp.es.osaka-u.ac.jp/main

Lab member（2018年現在）

主な国内外共同研究

大阪大学名誉教授 井元 信之

東京大学(小 研究室)

NTT 物性科学基礎研究所

NICT 情報通信研究機構

理研(Noriグループ)

S. K. Ozdemir准教授(米ペンシルバニア州立大学)

Matthias Keller教授(英Sussex大学)

Mark Tame 教授(南アStellenbosch大学)

Martin Wegener教授(独カールスルーエ工科大学)

他多数

山本俊

教授

生田力三

助教

横田一広

PD

博士前期課程

山田 雅貴、山 友裕(カデットプログラム)

学部生

石崎理裕、鈴木遼太郎

＊これから増える予定です。

量子情報科学

量子力学を基本とした情報処理

量子力学

情報科学

情報科学による物理の理解

ミクロな現象

計算

_通信

サイエンスとして面白いし、テクノロジーとしても面白い

（哲学としても面白いので、人文学とも関連がある）

情報科学の物理限界

・情報科学は物理と独立ではないはず←すべてのものは物理法則に従う

・情報科学の限界は量子力学に依存するはず

←最も正確に物理現象を記述できるのは量子力学

量子情報科学が情報科学の限界を決めている。その限界とはなんだろうか？

→いつでもコピーをすることはできない。

→いつでも異なるものを確実に見分けることはできない。

など

既存の情報科学で難しいと思われていることを量子情報科学で実現できるか？

→素因数分解やデータベース検索を効率良く解くことができる。

→盗聴できない通信ができる。

など

実際の物理系でどうやったらできるか？

→光、原子、イオン、スピン、超伝導回路、半導体、分子、機械振動子

など

これらの疑問に理論・実験の両面から答える（実現する）

次の時代の情報科学に物理で挑戦

データでみる量子の研究1

0 5 00 0 1 00 0 0 1 50 0 0 2 00 0 0 2 50 0 0 3 00 0 0 3 50 0 0 4 00 0 0 19 45 19 47 19 49 19 51 19 53 19 55 19 57 19 59 19 61 19 63 19 65 19 67 19 69 19 71 19 73 19 75 19 77 19 79 19 81 19 83 19 85 19 87 19 89 19 91 19 93 19 95 19 97 19 99 20 01 20 03 20 05 20 07 20 09 20 11 20 13 20 15 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 00 1 20 19011907191019131916191919221925192819311934193719401943 1901-1944

トピックを quantum としたときの文献数

データベース:Web of Science

データでみる量子の研究２

トピックをquantum information OR quantum communication OR quantum

computation OR quantum cryptography OR quatum computing OR

quantum simulation としたときの文献数

データベース:Web of Science 0 1 00 0 2 00 0 3 00 0 4 00 0 5 00 0 6 00 0 7 00 0 8 00 0 195119531955195719591961196319651967196919711973197519771979198119831985198719891991199319951997199920012003200520072009201120132015

データでみる量子の研究２

データベース:Web of Science 0 1 00 0 2 00 0 3 00 0 4 00 0 5 00 0 6 00 0 7 00 0 8 00 0 195119531955195719591961196319651967196919711973197519771979198119831985198719891991199319951997199920012003200520072009201120132015 量子エラー訂正( 95) 量子マネー(Stephen Wiesner, 1970 at Columbia University) No Cloning theorem(Wootters and Zurek, 1982, Nature) 量子暗号(Bennett et al. 84, Ekert 91, Bennett et al. 92)

dense coding(Bennett and Wiesner 92) Shorのアルゴリズム-素因 数分解-( 94) 量子計算の概念(Deutsch, 85) Groverのサーチアルゴリ ズム( 97) 量子テレポーテーション (Bennett et al. 93) 量子もつれ蒸留( 97)

海外での投資状況（政府中心）

アメリカ：近年、毎年200百万ドル(約218億円)オーダーの投資

＋IBM, Google, Microsoft,ベンチャー企業等々の民間投資

EU：2018年から１０億ユーロ(約1250億円)規模の投資(10年間)

Quantum Technology Flagship

イギリス：2014年から270百万ポンド(約456億円)規模の投資(5年間)

The UK National Quantum Technologies Program

＋Bristol 大学では60億円規模の量子技術センター(Quantum

Technologies Innovation Centre (QTIC))設置決定

中国：第１３次五カ年計画(2016年)の重点分野、予算規模？

文部科学省：量子科学技術（光・量子技術）の新たな推進方策 報告書

世界中で研究・開発環境は整い始めている

チャンスは多い

日本はこれから？

ダン・ブラウンの新しい小説には

量子コンピューターで加速するAIが登場

データでみる量子の研究3

COMPUTER SCIENCE INFORMATION SYSTEMS

TELECOMMUNICATIONS

COMPUTER SCIENCE ARTIFICIAL INTELLIGENCE

COMPUTER SCIENCE THEORY METHODS

COMPUTER SCIENCE HARDWARE ARCHITECTURE

のなかで、トピックを quantum としたときの文献数

データベース:Web of Science 0 1 00 2 00 3 00 4 00 5 00 6 00 1959196219651967196919711973197519771979198119831985198719891991199319951997199920012003200520072009201120132015

ノーベル賞2012

Serge Haroche

単一光子の制御

David J. Wineland

"for ground-breaking experimental methods that enable measuring and

manipulation of individual quantum systems"

単一イオンの制御

"It's a long way before we have a useful quantum computer,"

said Wineland in a telephone interview with Nobel Media's

Adam Smith. " But I think most of us ...feel that

it will

eventually happen

."

量子情報処理・通信

量子ビット（２準位系）：

状態準備：

複数量子ビットの操作：

|0i

|1i

測定：

| i = ↵|0i + |1i

ユニタリ変換：

_U

ˆ

| i

P =

_{|h | ˆ}

U

_{| i|}

2

ˆ

U

AB

|

0

i

A

⌦ | i

B

光を使った量子情報

＊相互作用が非常に小さく、一般的に難しい

量子ビット（２準位系）：光子の偏光（光路、空間モード、時間、周波数など）

状態準備：単一光子発生（微弱レーザー、光パラメトリック変換）

複数量子ビットの操作：非線形光学効果（光Kerr効果）

測定：光子検出、ホモダイン検出

ユニタリ変換：偏光回転、干渉計など

光の特徴

Thermal Photon number Optical frequency

Frequency (Hz) Ground state @300K

光は室温でも雑音が非常に少ない→冷却の必要がない。

（ボーズアインシュタイン分布）

室温で量子情報処理を行うには理想的な量子系

¯

n =

1

e

~!/kBT

₁

任意の量子操作

基本ゲートセット（別の組み合わせでもよい）

単一量子ビット操作

２量子ビット操作(C-NOT ゲート, C-Phaseゲート)

(単一量子ビット測定)

Arbitrary unitary operation (quantum operation)

| i

U

ˆ

U

ˆ

| i

| i

| i

ˆ

U

CNOT

| i| i

この２つができれば量子情報の実験ができる

量子コンピューターができたら

・素因数分解が効率良く解ける→現在の暗号通信が破られてしまう可能性

（量子コンピュータの有無にかかわらず、この可能性は否定されていない）

・量子暗号が使えれば、この問題は回避できる。

1984

BB84 C. H. Bennett and G. Brassard, in Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing (IEEE Press, New York, 1984), pp. 175–179

1991

E91 A. K. Ekert, Phys. Rev. Lett. 67, 661 (1991).

1999

Hoi-Kwong Lo and H. F. Chau, Science 283, 2050 (1999).

2000

P. W. Shor and J. Preskill, Phys.Rev.Lett. 85, 441,(2000).

2003

M. Koashi and J. Preskill Phys.Rev.Lett. 90, 057902 (2003).

2005

T. Yamamoto, J. Shimamura, S. K. Ozdemir, M. Koashi, and N. Imoto ,Phys. Rev. Lett. 95, 040503 (2005).

2007

Y. Adachi, T. Yamamoto, M. Koashi, N. Imoto, Phys. Rev. Lett. 99, 180503 (2007).

2008

2005 T. Yamamoto, K. Hayashi, S. K. Ozdemir, M. Koashi, N. Imoto Nature Photonics 2, 488(2008).

我々の例：

光で量子コンピューター

・複雑なエンタングル状態があれば、テレポーテーションと１量子ビット操作

で任意の量子計算ができる

Daniel Gottesman & Isaac L. Chuang, Nature 402, 390‒393 (1999)

・単一光子と光子数識別検出器と線形光学素子があれば効率的な量子計算ができる。

E. Knill, R. Laflamme & G. J. Milburn, Nature 409, 46‒52 (2001)

・２量子ビットエンタングル状態と光子数識別検出器と線形光学素子があれば

C-Phaseゲートができる。

Masato Koashi, Takashi Yamamoto, and Nobuyuki Imoto, Phys. Rev. A 63, 030301(R) (2001)

光子のC-Phaseゲート

単一光子源

エンタングル光子源

波長板 (位相シフター)

ビームスプリッター

光子検出器

+

HOM干渉（単一モード性）

量子テレポーテーション

エンタングルメント

Alice

_EPR/Bell

Bob

H/V basis

H

V

V

H

D/D

-

_basis

D

D

-

D

-D

R/L basis

R

L

L

R

“Maximal knowledge of a total system

does not necessarily include total

knowledge of all its parts, not even

when these are fully separated from

each other and at the moment are not

influencing each other at all.”

Erwin Schrödinger, 1935

A. Einstein, in Born-Einstein

Letters ~Walker, New

York,1971

“spooky action at a distance”

Bell

(

)

単一光子があるとエンタングルメントができる

|ni

：

n

光子状態

|1i

1光子状態を光を分岐するビームスプリッターに入射

ビームスプリッター

(

_{|0i|1i + |1i|0i)/}

p

2

|0i|1i

|1i|0i

重ね合わせ状態になる

エンタングル状態

単一光子があるとエンタングルメントができる

|1i

ビームスプリッターが複数になったら？

これもエンタングル状態→W状態という

(

|0i|0i|0i|1i + |0i|0i|1i|0i

+

_{|0i|1i|0i|0i + |1i|0i|0i|0i)/2}

＊ただし、これを確認することは実験的な難しさがある

光子の偏光の場合は実験的にも確認できる。

T. Yamamoto, K. Tamaki, M. Koashi, and N. Imoto, Polarization entangled W state using parametric down-conversion Phys. Rev. A 66, 064301 (2002).

Rikizo Ikuta, Toshiyuki Tashima, Takashi Yamamoto, Masato Koashi, and Nobuyuki Imoto, "Optimal local expansion of W states using linear optics and Fock states Phys. Rev. A 83, 012314 (2011).

(|Hi|Hi|Hi|V i + |Hi|Hi|V i|Hi

+

|Hi|V i|Hi|Hi + |V i|Hi|Hi|Hi)/2

|3H, 1V i

＊各ポートに１光子の場合を取り出す

光子の偏光エンタングルメント

水平(Horizontal)偏光の光子が１個

垂直(Vertical)偏光の光子が１個

同じ空間モードにある場合

ビームスプリッター

エンタングル状態

|H, V i

(

_{|Hi|V i + |V i|Hi)/}

p

2

|H, V i

この２つの光源を重ねあわせても良い

(

_{|Hi|Hi + |V i|V i)/}

p

2

量子テレポーテーション

エンタングル状態をリソースとして状態を送ることができる。

古典通信 （デジタル通信）

Alice

Bell 状態

Bob

(

_{|Hi|Hi + |V i|V i)/}

p

2

| i = ↵|Hi + |V i

Bell測定

U

ˆ

0,1,2,3

| i = ↵|Hi + |V i

・任意の(量子ビット)状態で可能

・古典通信で量子状態が送れる

・リソースと量子情報は切り離せる

・光速は超えていない

(±)

_{= (|Hi|Hi ± |V i|V i)/}

p

₂

(±)

_{= (}

_{|Hi|V i ± |V i|Hi)/}

p

₂

ユニタリ演算

量子テレポーテーション実験

Bell測定はビームスプリッターで実現できる

Bell状態はパラメトリック変換で実現できる

1997年

1995年

1995年

1

2

780 nm

リソースのメリット

状態を送る前にリソース状態の純度を上げることができる。

古典通信 （デジタル通信）

Alice

Bell 状態

Bob

(

_{|Hi|Hi + |V i|V i)/}

p

2

| i = ↵|Hi + |V i

Bell測定

_U0,1,2,3

ˆ

| i = ↵|Hi + |V i

・量子エラー訂正と同等

・Local Operation and Classical Communication(LOCC)で可能

・エンタングルメントの指標

ユニタリ演算

純度の低いエンタングルメント

純粋化/蒸留/抽出

＊エンタングルメントは

LOCCでは増加しない

エンタングルメント蒸留実験

LOCCで実現することは重要

それぞれのエンタングルメントを蒸留する方法

複数のエンタングルメントを使って蒸留する方法

Schmidt projection method

1

2

3

4

Bell pair

T. Yamamoto, M. Koashi, S. K. Ozdemir and N. Imoto, Nature, 421, 343 (2003).

1

2

偏光に依存する損失を挿入、通過した光子だけを取り出す

_{Bell pair}

Paul G. Kwiat, Salvador Barraza-Lopez, André Stefanov, Nicolas Gisin, Experimental entanglement distillation and hidden non-locality. Nature 409, 1014 (2001).

量子テレポーテーションによる演算

複雑なエンタングル状態をリソースとして演算ができる。

Bell測定

U

ˆ

0,1,2,3

・C-Zgate(C-NOTと同等)を実現

・リソース状態によって演算を調整

・リソース準備まで、入力を待てる

ˆ

U

0,1,2,3

Bell測定

|V i|V i|V i|V i

+

|Hi|V i|Hi|V i

+

|V i|Hi|V i|Hi

|Hi|Hi|Hi|Hi

↵

1

|V i|V i

+↵

2

|V i|Hi

+↵

3

|Hi|V i

+↵

4

|Hi|Hi

↵

1

|V i|V i

+↵

2

|V i|Hi

+↵

3

|Hi|V i

+↵

4

|Hi|Hi

Masato Koashi, Takashi Yamamoto, and Nobuyuki Imoto, Phys. Rev. A 63, 030301(R) (2001).

量子テレポーテーションによる演算実験

複雑なエンタングル状態をリソースとして演算ができる。

Y. Tokunaga, T. Yamamoto, M. Koashi, N. Imoto, PRA 71, 030301 (R) (2005) Tokunaga, Kuwashiro, Yamamoto, Koashi, Imoto, PRL 100, 210501 (2008)

一方向性量子計算へつながる

最近の光量子コンピューター研究

より複雑な装置群(光源・回路・検出器)の配列をチップ上に

基本原理は普遍、テクノロジーは進化

M. Kues, et al., On-chip generation of high-dimensional entangled quantum states and their coherent control. Nature 546, 622 (2017).

J. Carolan et al., Universal linear optics. Science 349, 711 (2015).

量子情報通信ネットワーク

離れた送受信者の間で量子状態の操作および通信を行う。

（複雑なプロトコルは量子コンピューターと同等の操作になってしまうことも）

光ファイバー通信 波長：1310nm, 1550nm 量子中継器 （リピーター） 量子メモリ 量子コンピューター 量子メモリ トラップイオン 超伝導 NV center 原子・分子 半導体 光 光衛星通信 波長：可視光

ノイズ、損失、盗聴者

量子鍵配送

0100101

0100101

Sender (Alice)

message1111111

_XOR

1011010

Secret key

1011010

XOR

1111111

Classical comm.

基本となるプロトコル：One-time pad（秘密鍵方式）

Receiver (Bob)

message

Secret key

Classical comm.

Secret key exchange by quantum communication ü No-cloning theorem

ü Measurement disturbs a quantum state

Quantum key distribution

photon

BB84プロトコル

Alice Bob Q.C. C.C. _{光子の偏光状態の} 直交測定 qubit 光子の偏光状態を準備 直交基底の選択 直交基底の選択 ビット値 選択 測定結果 公開 公開 secret key

エンタングルメントを使った量子鍵配送

EPR/Bell 状態

Alice Bob C.C. _{光子の偏光状態の} 直交測定 光子の偏光状態の 直交測定 直交基底の選択 直交基底の選択 測定結果 測定結果

(

|$i|$i + |li|li)/

p

2

(

|%i|%i + |&i|&i)/

p

2

基底変換 公開 公開 secret key

同じことが出来る！

エンタングルメントは誰が配ってもいい

EPR/Bell 状態

Alice Bob C.C. _{光子の偏光状態の} 直交測定 光子の偏光状態の 直交測定 直交基底の選択 直交基底の選択 測定結果 測定結果

(

|$i|$i + |li|li)/

p

2

Charlie

・Bell状態(エンタングルメント)は他の系と相関を持たない(monogamy)

・エンタングルメント蒸留も可能（暗号のためには必ずしも必要でない）

・盗聴者でも大丈夫

エンタングルメントを盗聴者につくってもらう

Bell測定

Alice Bob C.C. _{光子の偏光状態の} 直交測定 光子の偏光状態の 直交測定 直交基底の選択 直交基底の選択 測定結果 測定結果 EVE

EPR/Bell 状態

qubit EVEとの相関は自動的になくなる。 (monogamy)

(

_{|$i|$i + |li|li)/}

p

2

エンタングルメントを盗聴者につくってもらう

Bell測定

Alice Bob C.C. _{光子の偏光状態の} 発生 光子の偏光状態の 発生 直交基底の選択 直交基底の選択 ビット値 選択 ビット値 選択 EVE

手元の光子は測ってしまうのだから、元々なくてもよい

これでも秘密鍵を作ることができる

・AliceもBobも受信装置が必要なく、レーザー光源だけで良いのでコンパクト

・セキュリティの面でも良いことがある(MDI-QKD)

量子暗号実験

30 cm

The first QKD experiment（IBM ,1989）

C. H. Bennett et al., Experimental Quantum Cryptography, J. Cryptol. 5, No. 1, 3‒28 (1992).

at FIFA World Cup in 2010

USA in 2005 Election @ Swiss In 2007

日本でもNICT・NEC・NTT・三菱

を中心に精力的に研究が行われている

量子衛星通信

大規模の量子ネットワーク

S.-K. Liao et al., Satellite-to-ground quantum key distribution. Nature 549, 43‒47 (2017).

中国は衛星(地上500km)を使った量子通信(850 nm)で645-1200 kmを実現

テレポーテーションも同様に実現

500-1400km（衛星に受信機）

日本もかなりがんばっている

光子の直径は12 m

（衛星に光源）

（衛星に光源）

光通信ネットワーク：量子中継器

リソースのエンタングルメントを効率よく配ることができれば長距離化が可能

＊単純に光子を送ると損失は指数関数的に増大する

Quantum entanglement

Long distance entanglement

Quantum repeaters based on atomic ensembles and linear optics, N. Sangouard, C. Simon, H. de Riedmatten, N. Gisin, Rev. Mod. Phys. 83, 33 (2011) Quantum Memory(QM)

Flying photon QM-Photon

Entanglement Bell Measurement(Quantum Teleportation) QM entanglementHeralded

メモリはどうする？

＊メモリが無くても出来る方法があるが、それは別の機会に

原子で量子ネットワーク

原子は止まっているのでメモリとして使える。

Anti-Stokes Write Write Anti-Stokes 原子集団u 単一原子励起 Anti-Stokes Write 原子集団d 3準位系

原子集団の例：

偏光ビームスプリッター

H

V

(

_{|Hi|ui + |V i|di)/}

p

2

光子と原子のエンタングルメント

原子は止まっているが、光子は伝搬する

原子で量子ネットワーク

原子と光子のエンタングルメント

2012, 21 m @ 780 nm 2015, 1.3 km @ 630 nm

最近の研究１

光ファイバー通信では波長が重要

Transmittance:

absorption coefficient:

distance:

住友電工(2013)

通信波長ファイバー

可視光

検出器のダークカウント

短い波長では長距離通信は難しい

最近の研究１

単一光子の波長変換

時間発展

ü

Coherent conversion process

ü

100% conversion @

Χ

(2)

_nonlinear

optical media

Co nv er si on e ff ic ie nc y

量子状態を保つことができる

P. Kumar, Opt. Lett. 15, 1476 (1990)

Difference frequency generation

量子状態を変えずに波長を変えられればよい

|

s

i ! cos( t)|

s

i

sin( t)

|

c

i

|

c

i ! sin( t)|

s

i + cos( t)|

c

i

最近の研究１

単一光子の波長変換の実験

非線形光学結晶

20 mm

Temp. 50℃

1

2

780 nm

エンタングルメントの波長変換

波長変換

エンタングルメントの保存の確認

→任意の状態の非破壊を証明

R. Ikuta, H. Kato, Y. Kusaka, S. Miki, T. Yamashita, H. Terai, M. Fujiwara, T. Yamamoto, M. Koashi, M. Sasaki, Z. Wang, N. Imoto, Phys. Rev. A 87, 010301(R) (2013).

R. Ikuta, Y. Kusaka, T. Kitano, H. Kato, T. Yamamoto, M. Koashi, N. Imoto, Nat. Commun. 2 537 (2011).

忠実度F=93%を確認

最近の研究２

原子と通信波長光子の対生成

Rikizo Ikuta, Toshiki Kobayashi, Kenichiro Matsuki, Shigehito Miki, Taro Yamashita, Hirotaka Terai, Takashi Yamamoto, Masato Koashi, Tetsuya Mukai, Nobuyuki Imoto, Heralded single excitation of atomic ensemble via solid-state-based telecom photon detection , Optica 3, 1279 (2016).

Rikizo Ikuta, Toshiki Kobayashi, Tetsuo Kawakami, Shigehito Miki, Masahiro Yabuno, Taro Yamashita, Hirotaka Terai, Masato Koashi, Tetsuya Mukai, Takashi Yamamoto, Nobuyuki Imoto, Nature Communications 9, 1997 (2018).

最近の研究３

光の色（波長）も量子状態に

時間発展

Co nv er si on e ff ic ie nc y

|

s

i ! cos( t)|

s

i

sin( t)|

c

i

|

c

i ! sin( t)|

s

i + cos( t)|

c

i

2準位系として使える

Qubit(2準位系)の操作は干渉計と等価

(Ramsey interferometry)

Toshiki Kobayashi, Daisuke Yamazaki, Kenichiro Matsuki, Rikizo Ikuta, Shigehito Miki, Taro Yamashita, Hirotaka Terai, Takashi Yamamoto, Masato Koashi, and Nobuyuki Imoto, "Mach-Zehnder interferometer using frequency-domain beamsplitter Optics Express 25, 12052-12060 (2017).

最近の研究３

光の色（波長）に対する量子操作

Visibilty

Classical limit

Toshiki Kobayashi, Rikizo Ikuta, Shuto Yasui, Shigehito Miki, Taro Yamashita, Hirotaka Terai, Takashi Yamamoto, Masato Koashi, and Nobuyuki Imoto "Frequency-domain Hong-Ou-Mandel interference Nature Photonics (2016) doi: 10.1038/nphoton.2016.74.

光の色に対する

ビームスプリッター

最近の研究４

光で機械をドライブ

光を共振器の中に強く閉じ込めると輻射圧によって共振器が固有振動数で振動する

Parameters:

Bottle Dia. = 100 µm

Neck Dia. = 80 µm

Length = 3 mm

Tapered fiber

Bottle micro resonator

Beat signal

∼MHz

Pump laser

この機械振動も量子状態として使えるはず

Motoki Asano, Yuki Takeuchi, Weijian Chen, Sahin Kaya Ozdemir, Rikizo Ikuta, Lan Yang, Nobuyuki Imoto, and Takashi Yamamoto "Observation of optomechanical coupling in a microbottle resonator Laser & Photonics Reviews 10, 603-611 (2016).

機械振動の量子性をみるには

Thermal Photon/Phonon number Optical frequency

Frequency (Hz) Mechanical frequency Ground state @300K Cooling

熱雑音を減らす→冷却（クライオスタット、レーザー冷却）

¯

n =

1

e

~!/kBT

₁

機械振動子と光子の対生成

S. Hong et al. Hanbury Brown and Twiss interferometry of single phonons from an optomechanical resonator, Science 358, 203‒206 (2017).

エンタングルメントも

既に実証された。

最近の研究５

バイオロジーとの共同研究

光を共振器の中に強く閉じ込めると微小な粒子を高感度に検出できる

Tapered fiber

細胞からのナノ粒子

Pump laser

古典的な光によるセンシングから始めて

量子力学的な光で更に高感度に

Cevayir COBAN

量子✕バイオロジー

最後に

量子情報科学

・新しい分野で対象となる物理系は拡大中

・新しいことも重要だが、基本原理の普遍性が重要

・情報科学との融合は着実に物理の理解を深化させている

過去２０年を振り返って（どの分野でも当てはまる）、

理論やテクノロジーは一気に進歩する。

→世界トップレベルの研究者が日々挑戦している。

→誰かが壁を突破すると、一気に広がる。

例１：既に50qubitの量子コンピューターも実現

研究環境・手法もダイナミックに変化する。

・昔難しかったことも今は可能に。

・今難しいことも将来可能になる。

→量子の研究は２０年前に比べると格段に身近になっている

→３年もしっかり研究すると、その道のプロになれる。

例２：最近では、サッカー日本代表はワールドカップにいつも出場

ずっとバブルだと言われている。

→２０年後には「夜明け」だったねと言われるかもしれない

正しく理解し、挑戦する、広く普及させる←なにをするにも重要