たとえ話で理解する量子の世界(4) — 「数」にもいろいろある

状態を表すのに、数字一個が必要か数字二個が必要かという話をしてきました。最も単純な量子の状態を表すqubitは、二つの数字で表されます。

ところで、数字といってもいろいろあります。自然数、整数、有理数、実数。さらにそれを拡大した複素数。実は、qubitの状態を表す二つの数字は、複素数なのです。量子の世界は、複素数の世界なのです。

一方、私たちが日常の世界で観測できる数字は、実数だけです。しかも、「彼の体重は、マイナス50kg」とか「明日雨が降る確率はマイナス50%」というのが、意味不明なように、実際に観測される数字は、正の実数でないと、状態の観測量としては、意味を持ちません。