量子もつれと時空創発：古典重力と量子重力の境界を巡る理論物理学の進展

分子運動から温度という巨視的な性質が生まれるように、理論物理学の最前線では、時空そのものがより根源的な要素から創発する可能性が探求されている。この探求の中心にあるのは、宇宙の幾何学を織りなす基本構成要素としての量子もつれである。このアプローチは、空間と時間が受動的な器ではなく、量子的な相関によって構築されたマクロな幻想であるという、物理学のパラダイムシフトを示唆している。

この現代的な探求の基盤となっているのは、アルベルト・アインシュタインが「不気味な遠隔作用」と呼んだ量子もつれである。この現象は、1982年にアラン・アスペによって実験的に検証され、連結された二つの粒子の片方を測定すると、距離に関係なく瞬時にもう一方の状態が決定されることが確認されている。この量子的な連係は、現在、量子コンピュータの計算基盤や暗号技術への応用も期待される現象である。

近年の理論的進展、特にMITのホン・リウ（Hong Liu）氏が2025年10月に発表した研究は、これらの量子相関ネットワークが時空の幾何学を支えていることを示唆している。リウ氏の研究モデルでは、量子もつれが空間内の二点を結びつけ、もつれが強ければ連続的な空間が保たれ、もつれが欠如すると空間が分断されることが示された。ホン・リウ氏は、ブラックホールやビッグバン特異点の量子的な性質など、弦理論の枠組みを用いた量子重力に関する問題に長年関心を寄せてきた。

しかし、重力の量子性を巡る議論は、2025年後半にジョセフ・アジズ（Joseph Aziz）氏とリチャード・ハウル（Richard Howl）氏が学術誌『Nature』で発表した研究により複雑化した。彼らは、特定の条件下では古典的な重力理論でさえも量子もつれを生成し得ると主張した。このアジズ氏とハウル氏の論文「Classical theories of gravity produce entanglement」は、古典重力相互作用が量子情報を伝達し、それによってもつれを生成し得ることを示し、議論を巻き起こした。この発見は、重力によるもつれの観測をもって重力が本質的に量子であると証明しようとする試みに対し、もつれの強さや変数依存性を古典論と量子論の予測と慎重に比較する必要があることを示唆している。

この不確実性が続く中、2026年に入っても時空創発に関する研究は継続されている。2026年2月、ホリス・ウィリアムズ（Hollis Williams）氏らの研究グループは、既存の時空幾何学が存在しなくても量子もつれは成立し得ることを実証した。これは、量子的な結びつきの結果として時空が立ち現れるという、創発の方向性を裏付ける重要な知見である。

時空が量子もつれによって織りなされているという決定的な実験的裏付けが得られれば、物理学の根幹は一変する。空間や時間は、もはや不変の背景ではなく、量子情報から構成される動的な実体として再定義されるだろう。この2026年における集中的な理論的作業は、現実の構造そのものの理解を深めることに貢献している。なお、2025年は国連総会により「国際量子科学技術年」と宣言され、量子技術の進展が注目された年であった。