量子エンタングルメント（量子もつれ）とは、複数の量子が密接に結びつき、一方の状態が決まるともう一方の状態も瞬時に決まる現象です。次世代の量子コンピュータにおいて、超高速な情報処理や量子機械学習の性能を飛躍的に高める核心的な物理現象として期待されています。
量子エンタングルメントとは
一言でいうと、物理的に離れた複数の粒子同士が目に見えない強い絆で結ばれ、あたかも一体のように振る舞う量子力学の現象です。
詳しく解説
量子エンタングルメント（量子もつれ）は、古典力学では説明できない量子特有の現象です。この状態にある量子同士は、どれほど距離が離れていても、一方の量子を測定して状態を確定させると、もう一方の状態が瞬時に決定されます。量子コンピュータにおいては、情報を表す量子ビット同士を複雑にもつれさせることで、膨大な組み合わせの計算を同時に処理する並列性を生み出す源泉となります。近年では、この現象をAIの最適化問題や量子機械学習に応用する研究が進められており、従来のコンピュータを凌駕する計算能力の実現に不可欠な要素となっています。
具体例・使われ方
具体的な利用例として、量子コンピュータ内部での複数量子ビット間における複雑な相関関係の構築や、高速な情報処理を実現する量子アルゴリズムの実行が挙げられます。また、量子通信ネットワークにおける高セキュリティなデータ伝送や、量子機械学習モデルにおいて特徴量空間の表現力を拡張するために活用されるケースがあります。
似た用語との違い
古典的な相関関係（例えば、あらかじめ決まっていた結果を後から知るような関係）とは異なり、量子エンタングルメントは測定されるまで個々の状態が確定していない不確定性を伴う点が大きく異なります。
注意点
量子エンタングルメントを利用しても、アインシュタインが「不気味な遠隔作用」と呼んだように、情報を光速を超えて空間的に伝送（通信）することはできません。また、外部環境からのノイズやデコヒーレンス（量子もつれの消失）に非常に弱いため、実用的な量子コンピュータや量子機械学習システムの構築においては高い技術的ハードルとなっています。