(57)【要約】【課題】高効率な時間逆行通信装置を簡易に構成することを目的とする。【解決手段】水平偏光状態にある光子ビームを供給する水平偏光光子源ＨＳ１を有し、前記光子ビームの光路にビームスプリッタＢＳ１を有し、ビームスプリッタＢＳ１によって分岐した一方の光路に、光子の偏光状態を測定する手段であって偏光測定基底が可変な基底可変偏光測定手段ＲＰ１を有し、ビームスプリッタＢＳ１によって分岐した他方の光路に、垂直偏光を感知する垂直偏光センサーＶＤ１を有し、基底可変偏光測定手段ＲＰ１の偏光測定基底を切り替えることにより信号を送信し、垂直偏光センサーＶＰ１で光強度の変化を測定することにより信号を受信する。【選択図】図１
2014239413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の偏光状態にある光子ビームを供給する偏光光子源を有し、
前記光子ビームの光路にビームスプリッタを有し、
前記ビームスプリッタによって分岐した一方の光路に、光子の偏光状態を測定する手段であって偏光測定基底が可変な基底可変偏光測定手段を有し、
前記ビームスプリッタによって分岐した他方の光路に、所定の偏光を感知する偏光センサーを有し、
前記基底可変偏光測定手段の偏光測定基底を切り替えることにより信号を送信し、前記偏光センサーで光強度の変化を測定することにより信号を受信することを特徴とする時間逆行通信装置。
【請求項２】
時間逆行通信要素による１回の通信の逆行時間を基準逆行時間として、
時間逆行通信要素を基準逆行時間より長時間にわたって動作させることで、信号０か信号１かの１ビット信号を基準逆行時間より長時間にわたって逆行させる時間逆行通信装置において、
受信受付開始後、信号１を受信したら、それ以降、時間逆行通信装置の外部から情報を取り込む外部情報取り込み時間帯において信号１に対応する情報が取り込まれるまで信号１を送信しつづけ、また、前記外部情報取り込み時間帯に信号１に対応する情報が取り込まれたら、所定の時間にわたって信号１を送信する自動送信手段を有することを特徴とする時間逆行通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子力学的な遅延選択効果を利用することにより、相対論的因果律に反することなく時間逆行通信を行う時間逆行通信装置に関する。ここで、相対論的因果律に反しない時間逆行通信とは、受信事象が送信の原因事象を頂点とする未来光円錘に収まるという条件下で、送信事象が受信事象より未来に位置する通信のことである。
【背景技術】
【０００２】
１９７８年、ホイーラーは、光子をマッハツェンダー干渉計に入力した後に、干渉計内における光子の光路を測定するか、それとも干渉計から出力される光子の確率分布を測定するかを選択する遅延選択実験を提案した（非特許文献１）。干渉計内の２光路のそれぞれに検出器を設置すれば、光子がどちらか一方の光路で検出されるので、光子はどちらか一方の光路を通ってきたと推測できる。ところが、干渉計から出力される光子の確率分布を測定すれば、干渉が観測されるので光子は両方の光路を通る可能性があったと推測できる。一見すると、遅延選択実験では干渉計に入力された時点の光子の状態が、事後的な測定装置の切り替えを原因として逆因果的に変化させられるかのように見える。しかし、そのような見方は因果律に反するので間違いである。
【０００３】
２０１１年、本発明者は２つの等価な量子もつれ光子対源を有し、それぞれのアイドラー光子同士を干渉させる第１のＨＯＭ干渉計と、それぞれのシグナル光子同士を干渉させる第２のＨＯＭ干渉計とを有し、量子もつれ光子対源と第１のＨＯＭ干渉計との間の光路においてアイドラー光子を遮断するか遮断しないかにより信号を送信し、第２のＨＯＭ干渉計の２出力ポートにおけるシグナル光子の同時計数率の変化を測定することにより信号を受信する時間逆行通信装置の発明を開示した（特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J. A. Wheeler, “The Past and Delayed Choice Double Slit Experiment,” in Mathematical Foundations of Quantum Theory, ed. A. R. Marlow (Academic Press, New York, 1978)
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１７３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
時間逆行通信は、因果律に反するので不可能だと信じられてきた。そのため、時間逆行通信の技術開発は事実上放棄されていた。２０１１年、本発明者は因果律に反することなく未来から過去へ信号を送ることができる時間逆行通信装置を提案（特開２０１１−２１７３４４号公報）した。しかし、それは４光子の量子もつれ効果を利用するため、効率が低く、かつ、装置の構成が複雑になるという問題があった。また、それは信号の逆行時間が長くなるにつれて信号の到達可能性が指数関数的に低下していくという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、高効率かつ簡易に構成できる時間逆行通信装置を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、信号の到達可能性を指数関数的に低下させることなく長時間を隔てた過去へ信号を送ることができる時間逆行通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、時間逆行通信であっても相対論的因果律に反しない場合があることを見出した。
【０００９】
通信が因果律と無矛盾であるということは、通信の原因と結果とが正しい先後関係にあるということである。通常、通信の原因は送信だとみなされている。しかし、通信の究極的な原因は送信ではない。たとえば、地震の通報の究極的な原因は、地震の発生原因そのものである。そして、地震の発生原因は複数の可能世界の中から「当該地震が発生する世界」を現実世界として選択する量子力学的確率事象（波束の収縮）にまで遡ることができる。そこで、一般に通信の究極的な原因とは送信ではなく、複数の可能世界の中から「当該通信情報を生成する世界」を現実世界として選択する量子力学的確率事象だということができる。
【００１０】
相対論的因果律に反しない時間逆行通信は、図６のように軸ｃｔを時間軸とし軸ｘを空間軸としたミンコフスキー時空図を用いて説明できる。ここで、原点に位置する送信の原因事象Ｏは、複数の可能世界の中から「当該通信情報を生成する世界」を選択する量子力学的確率事象（波束の収縮）である。相対論的因果律は、送信事象Ｔｒと受信事象Ｒｃとが送信の原因事象Ｏを頂点とする未来光円錘の中に収まっていることを要請する。その要請が満たされていれば、送信事象Ｔｒが受信事象Ｒｃより未来に位置していても、因果パラドックスが生じることはない。
【００１１】
なお、一般に通信される信号に対応する通信の原因は、複数の原因事象によって構成された複合的な原因である。したがって、時間逆行通信において受信事象を頂点とする過去光円錐の中に通信の原因を構成する複数の原因事象がすべて存在しているとは限らない。とはいえ、そのように送信の原因事象の一部が欠けている場合でも因果パラドックスが生じることはない。なぜなら、その欠けている原因事象が起こるかどうかは原理的に不確定なため、その分、時間逆行通信も確率的になるので、受信信号が送信信号と食い違ったとしても（予知が外れたとしても）因果律と矛盾しないからである。
【００１２】
時間逆行通信の理論は、物理世界をいまここの観測者（実存）と相対的に規定される現実世界と可能世界とからなる二元的世界として捉える量子力学の実存主義的様相解釈にもとづいている。
実存主義的様相解釈は、コペンハーゲン解釈や多世界解釈といった従来解釈では記述不可能だとされてきたホイーラーの遅延選択実験における光子の状態変化を以下の通り明確に記述できる。
光子がマッハツェンダー干渉計の第１ビームスプリッタを通過した直後の時空領域において、９９％の確率で干渉測定が行われ、残りの１％の確率で経路測定が行われることが決まっている場合、第１ビームスプリッタ通過直後の光子の状態は９９％の割合で上光路状態と下光路状態との重ね合わせ（純粋状態）であり、残りの１％の割合で上光路状態か下光路状態かの確率的混合（混合状態）だといえる。そして、その後、経路測定設定の原因事象が生起したなら、その原因事象を頂点とする未来光円錐に入る際に光子の状態は経路に関する混合状態へと遷移する。なぜなら、その未来光円錐の内側では１００％の確率で経路測定が行われ、光子は必ず上光路か下光路かのどちらかで検出されるので、帰納法を適用すると、その未来光円錐の内側に存在する測定前の光子の状態は上光路状態か下光路状態かの確率的混合だといえるからである。
以上のように実存主義的様相解釈は、科学の基本原理である因果律と帰納法にもとづいて測定対象の状態遷移を記述できるという点で、コペンハーゲン解釈や多世界解釈といった従来解釈よりも優れている。また、その正当性は時間逆行通信の実験によって検証できる。
【００１３】
本発明の第１の構成は、
所定の偏光状態にある光子ビームを供給する偏光光子源を有し、前記光子ビームの光路にビームスプリッタを有し、前記ビームスプリッタによって分岐した一方の光路に、光子の偏光状態を測定する手段であって偏光測定基底が可変な基底可変偏光測定手段を有し、前記ビームスプリッタによって分岐した他方の光路に、所定の偏光を感知する偏光センサーを有し、
前記基底可変偏光測定手段の偏光測定基底を切り替えることにより信号を送信し、前記偏光センサーで光強度の変化を測定することにより信号を受信することを特徴とする時間逆行通信装置である。
【００１４】
ここで、基底可変偏光測定手段とは光子の偏光状態を測定する手段であって偏光測定基底が可変な手段であればいかなるものでもよい。たとえば、液晶偏光子や電気光学効果や磁気光学効果にもとづく偏光子などを用いることができる。なお、この基底可変偏光測定手段の測定とは、測定値の記録や確認をしなくても、対象光子が特定の偏光状態の光子として装置や環境に吸収されるだけで達成される「広義の意味の測定」であればよい。
【００１５】
本発明の第２の構成は、
時間逆行通信要素による１回の通信の逆行時間を基準逆行時間として、
時間逆行通信要素を基準逆行時間より長時間にわたって動作させることで、信号０か信号１かの１ビット信号を基準逆行時間より長時間にわたって逆行させる時間逆行通信装置において、
受信受付開始後、信号１を受信したら、それ以降、時間逆行通信装置の外部から情報を取り込む外部情報取り込み時間帯において信号１に対応する情報が取り込まれるまで信号１を送信しつづけ、また、前記外部情報取り込み時間帯に信号１に対応する情報が取り込まれたら、所定の時間にわたって信号１を送信する自動送信手段を有することを特徴とする時間逆行通信装置である。
【００１６】
ここで、時間逆行通信要素とは要するに時間逆行通信を行う要素であればいかなるものでもよい。したがって、上述した本発明の第１の構成も時間逆行通信要素として用いることができる。
【発明の効果】
【００１７】
偏光測定に関する遅延選択効果を利用した本発明の時間逆行通信装置によれば、基底可変偏光測定手段の偏光測定基底を切り替えることにより信号を送信し、偏光センサーで光強度の変化を測定することにより信号を受信することができるので、量子もつれ光子対源を必要とすることなく、高効率かつ簡易に時間逆行通信装置を構成できる。
【００１８】
また、信号０か信号１かの１ビット信号を通信する時間逆行通信装置であって、受信受付開始後、信号１を受信したら、それ以降、時間逆行通信装置の外部から情報を取り込む外部情報取り込み時間帯において信号１に対応する情報が取り込まれるまで信号１を送信しつづけ、また、前記外部情報取り込み時間帯に信号１に対応する情報が取り込まれたら、所定の時間信号１を送信する自動送信手段を有する本発明の時間逆行通信装置によれば、長時間を隔てた過去へ信号を送るために、光路を天文学的な長さに延長する必要や、信号を過去に向けて何十億回といった膨大な回数リレーする必要がないため、信号逆行時間が長くなるにつれて信号の到達可能性が指数関数的に激減することがなく、長時間の時間逆行通信を高効率に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係わる時間逆行通信装置の構成図である。
【図２】光路の一部に光ファイバコイルを採用して光路を延長した本発明の実施形態１に係わる時間逆行通信装置の構成図である。
【図３】本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信装置の構成図である。
【図４】本発明の実施形態２に係わる自動送信手段の動作を示したフローチャートである。
【図５】従来提案の信号を過去へリレーする時間逆行通信と本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信との比較図である。
【図６】時間逆行通信における原因事象と送信事象と受信事象との時空上の位置関係を示すミンコフスキー時空図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施形態１．
本発明の実施形態１に係わる時間逆行通信装置について、図１と図２を参照しながら説明する。図１は、Ｈ偏光光子を供給する水平偏光光子源ＨＳ１を有し、水平偏光光子源ＨＳ１から供給される光子ビームを分岐するビームスプリッタＢＳ１を有し、透過側の光路に、透過軸の角度が可変な偏光子Ｐ１と光終端器Ｔ１とから成る基底可変偏光測定手段ＲＰ１を有し、反射側の光路に、垂直偏光（以下Ｖ偏光という）の光子を感知する垂直偏光センサーＶＤ１を有する時間逆行通信装置ＴＣ１である。
【００２１】
偏光子Ｐ１がＶ偏光を通す設定になっている場合は、垂直偏光センサーＶＤ１で感知されるＶ偏光の光強度はゼロである。
【００２２】
しかし、偏光子Ｐ１が＋４５°偏光（以下、Ｄ偏光という）を通す設定になっている場合、垂直偏光センサーＶＤ１で光子が感知されるＶ偏光の光強度は一般にゼロにならない。なぜなら、ビームスプリッタＢＳ１以降の測定系は、光子をＨ偏光状態として測定する測定系であると同時に、光子をＤ偏光状態や−４５°偏光（以下Ｘ偏光という）状態として測定する測定系でもあるからである。
【００２３】
水平偏光光子源ＨＳ１からＨ状態の１光子が供給された時点においてすでに偏光子Ｐ１がＤ偏光を通す設定になっている場合について考える。この場合、実存主義的様相解釈によれば、光子は水平偏光光子源ＨＳ１から供給された時点から「Ｈ偏光状態（以下、Ｈ純粋状態という）」と「Ｄ偏光状態かＸ偏光状態かの確率的混合（以下、ＤＸ混合状態という）」とが按分された状態にあるといえる。
【００２４】
そこで、ビームスプリッタＢＳ１の透過率と反射率の比を適当に設定すれば、ビームスプリッタの手前における光子の状態をＨ純粋状態とＤＸ混合状態とが５０％ずつに按分された状態にできる。その場合、ＤＸ混合状態の光子は、２５％がビームスプリッタＢＳ１で反射され、さらに、１２．５％がＶ偏光光子として垂直偏光センサーＶＤ１で感知される。
【００２５】
したがって、偏光子Ｐ１をＶ偏光透過設定からＤ偏光透過設定に切り替えることは、垂直偏光センサーＶＤ１の光子検出確率が０％から１２．５％に変化することと対応し、逆に、偏光子Ｐ１をＤ偏光透過設定からＶ偏光透過設定に切り替えることは、垂直偏光センサーＶＤ１の光子検出確率が１２．５％から０%に変化することと対応する。ゆえに、偏光子Ｐ１の透過軸の切り替えを送信事象とし、垂直偏光センサーＶＤ１が感知する光強度の変化を受信事象とする時間逆行通信が成立する。
【００２６】
なお、この時間逆行通信は、受信事象が「送信の原因事象を頂点とする未来光円錐」の内側にあるので、相対論的因果律に反しない。ただし、この基底可変偏光測定手段ＲＰ１の測定とは、測定値の記録や確認をしなくても、対象光子が特定の偏光状態の光子として装置や環境に吸収されるだけで達成される「広義の意味の測定」であればよい。
【００２７】
図２は、Ｈ偏光光子を供給する水平偏光光子源ＨＳ２を有し、水平偏光光子源ＨＳ２から供給される光子ビームを分岐する５０：５０ビームスプリッタＢＳ２を有し、透過側の光路に光サーキュレータＯＣ２と、右巻き光ファイバコイルＲＦＣと、左巻き光ファイバコイルＬＦＣと、ファラデーミラーＦＭ２と、透過軸の角度が可変な偏光子Ｐ２および光終端器Ｔ２から成る基底可変偏光測定手段ＲＰ２とを有し、反射側の光路にＶ偏光光子を感知する垂直偏光センサーＶＤ２を有する時間逆行通信装置ＴＣ２である。
【００２８】
図２の装置では、光路に光ファイバを採用しているので、ビームスプリッタＢＳ２から基底可変偏光測定手段ＲＰ２までの光路と、ビームスプリッタＢＳ２から垂直偏光センサーまでの光路との光路差Ｌを数Ｋｍという長さに延長することが容易である。1回の時間逆行通信で信号が逆行できる時間は、「光路差Ｌ÷光束ｃ」なので、たとえば光路差を３Ｋｍに設定すれば、信号逆行時間約１０μ秒の時間逆行通信が実現できる。
【００２９】
ビームスプリッタＢＳ２を透過した光子は光サーキュレータＯＣ２を通過して右巻き光ファイバコイルＲＦＣと左巻き光ファイバコイルＬＦＣを通ってファラデーミラーＦＭ２で偏光面を９０°回転させられて反射し、光ファイバコイルＬＦＣ，ＲＦＣを通って光サーキュレータＯＣ２にもどり、基底可変偏光測定手段ＲＰ２へと至る。こうすることにより、同じ光ファイバ長でありながら２倍の光路長を稼げるだけでなく、最初に光サーキュレータＯＣ２を通過してから光サーキュレータＯＣ２にもどるまでの往復の光学的光路長が、光子の偏光状態に依存して変化しないようにできる。つまり、光ファイバ媒質の複屈折の影響は、ファラデーミラーＦＭ２で光子の偏光面を９０°回転させることにより相殺できるし、また、装置全体の回転運動によるサニャック効果の影響は、右巻き光ファイバコイルＲＦＣと左巻き光ファイバコイルＬＦＣを通すことによって相殺できる。
【００３０】
なお、図１や図２ではビームスプリッタとしてプリズム型のビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２を図示したが、平板型ビームスプリッタや光ファイバカプラなどを用いてもよい。また、偏光子Ｐ１，Ｐ２としては、液晶偏光子や電気光学効果や磁気光学効果にもとづく偏光子などを用いることができる。
【００３１】
実施形態２．
本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信装置について、図３と図４と図５を参照しながら説明する。図３は、信号０か信号１かの１ビット信号を通信する時間逆行通信装置ＴＣ３の構成図であって、時間逆行通信要素ＴＣＣ３と、その受信部ＲＣ３および送信部ＴＲ３に連結された自動送信手段ＡＴＲ３とからなる本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信装置ＴＣ３である。なお、ＩＮＰ３は外部情報取り込み部であり、実線矢印と破線矢印は通信される情報が流れる向きを表している。
ここで、時間逆行通信要素ＴＣＣ３とは要するに時間逆行通信を行う要素であればいかなるものでもよい。したがって、上述した本発明の実施形態１も時間逆行通信要素として用いることができる。
自動送信手段ＡＴＲ３は、受信受付開始後、受信部ＲＣ３で信号１を受信したら、それ以降、外部情報取り込み時間帯において外部情報取り込み部ＩＮＰ３に信号１に対応する情報が取り込まれるまで、送信部ＴＲ３で信号１を送信しつづけ、また、前記外部情報取り込み時間帯に信号１に対応する情報が取り込まれたら、所定の時間にわたり送信部ＴＲ３で信号１を送信する。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態２に係わる自動送信手段の動作を示したフローチャートである。自動送信手段の処理ステップは、信号１受信確認ステップＳ1と、外部情報取り込み時間開始確認ステップＳ２と、取り込み情報が信号１に対応する情報かを確認するステップＳ３と、信号１送信開始ステップＳ４と、外部情報取り込み時間終了確認ステップＳ５、Ｓ６とを含む。
【００３３】
自動送信手段は、まず信号１を受信したかどうかを確認する（Ｓ１）。ステップＳ１でＹＥＳが選択されると、信号１の送信を開始する（Ｓ４）。そして、外部情報取り込み時間が終了するまで、信号１を送信しつづけて動作を終了する（Ｓ６のループ処理）。
また、ステップＳ１で、信号１の受信がなくＮＯが選択されると、外部情報取り込み時間が開始されたかを確認する（Ｓ２）。ステップＳ２でＹＥＳが選択されると、外部から信号１に対応する情報が取り込まれたかどうかを確認する（Ｓ３）。ステップＳ３でＹＥＳが選択されると、信号１の送信を開始し（Ｓ４）、その送信を外部情報取り込み時間が終了するまで続ける（Ｓ６のループ処理）。
また、ステップＳ２で、外部情報の取り込み時間が開始されておらずＮＯが選択されると、ステップＳ１に戻る（Ｓ１、Ｓ２のループ処理）。
また、ステップＳ３で、外部からの取り込み情報が信号１に対応しておらずＮＯが選択されると、外部情報取り込み時間が終わったかを確認し、ＹＥＳが選択されると動作を終了する（Ｓ５）。
また、ステップＳ５で、外部情報の取り込み時間が終了しておらずＮＯが選択されると、ステップＳ１に戻る（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５のループ処理）。
なお、図５のフローチャートでは信号１が受信されるか、または、信号１に対応する外部情報が取り込まれたら、外部情報取り込み時間終了まで信号１を送信しつづける設定にしているが、信号１に対応する外部情報が取り込まれてから一定時間の後に信号１の送信を停止してもよい。
【００３４】
本発明の実施形態２を地震予知に応用した場合について説明する。地震予知の開始時刻（受信受付開始時刻）の２４時間後から２５時間後までの１時間を外部情報取り込み時間帯とし、自動送信手段は外部情報取り込み時間帯に震度６以上の地震が発生したら、その地震発生情報を信号１として過去の受信受付開始時点へ向けて送信するものとする。震度６以上の地震が発生すると、地震発生に対応する信号１が時間逆行通信要素によって基準逆行時間だけ過去へ向けて送信される。そこで、基準逆行時間が１０μｓだとすれば、時間逆行通信要素により１０μｓだけ過去に信号１が伝わる。もし、その時刻が最初の受信時刻だと仮定すると、その時刻で自動送信手段による送信が始まり、信号１はさらに過去へ向けて送信される。しかし、そうすると外部から地震発生情報が取り込まれ信号１を送信する時刻から２０μｓだけ過去に信号１が伝わることになるので、最初の信号１の受信は、外部から地震発生情報が取り込まれ信号１を送信する時刻より２０μｓ前に遡ることになる。（ただし、簡単のために信号１が自動送信手段内を通過する時間は無視した。）このようにして、最初の信号１の受信時刻は過去へと遡ることになり、結局、外部から地震情報が入る時刻から１日前の地震予知の開始時刻が最初の信号１の受信時刻になる。つまり、受信者は地震予知開始時刻において地震発生に対応する信号１を受信し地震を予知できる。ここで注目すべき点は、地震発生時刻から１日前の地震予知開始時刻へ地震情報が到達する可能性が、時間逆行通信要素の基準逆行時間１０μｓにおける信号到達可能性に対して遜色がないという点である。以下、その理由について説明していく。
【００３５】
図５は、特開２０１１−２１７３４４号公報に記載されている信号を過去へリレーする時間逆行通信と、本発明の実施形態２に係わる自動送信手段を用いた時間逆行通信との比較図である。図５（ａ）の樹形図ＴＤ５１は、信号を過去へリレーする時間逆行通信に関する可能世界の時間発展を示し、図５（ｂ）の樹形図ＴＤ５２は、本発明の実施形態２に係わる自動送信手段を用いた時間逆行通信に関する可能世界の時間発展を示している。ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３は、時間が進む方向に基準逆行時間を隔てて並んでいる微小な時間幅をもった時間帯である。ここでは、それらを時刻ｔ０、時刻ｔ１、時刻ｔ２、時刻ｔ３と呼ぶことにする。時刻ｔ３は、外部情報にもとづいて信号１を過去に向けて送信する微小な時間幅をもった時間帯である。また、時刻ｔ０は信号の受信が開始される微小な時間幅をもった時間帯である。各樹形図において、実線で表された枝は信号１の時間逆行通信が成功する可能世界を表し、２点鎖線で表された枝は信号１の時間逆行通信が失敗する可能世界を表している。また、ここで使用する時間逆行通信要素は、信号１を送信しない場合、すなわち、信号０を送信する場合、それより基準逆行時間だけ過去の受信時刻において信号０が安定的に受信されるように信号識別に関する閾値を設定してあるものとする。
【００３６】
なお、これらの樹形図は、受信開始時刻ｔ０より過去に存在する観測者の立場から記述されているものとし、その観測者の現実世界では未来の時刻ｔ３において、信号１に対応する外部情報が取り込まれて信号１が送信されることが既に確定しているものとする。また、外部情報取り込み時間帯は、時刻ｔ３に限定された微小な時間幅をもつ時間帯だとする。
【００３７】
図５（ａ）の樹形図ＴＤ５１によって示された従来提案のリレー方式による時間逆行通信では、時刻ｔ３から基準逆行時間だけ前の時刻ｔ２に信号が送られる。そして、信号を受け取った時刻ｔ２から基準逆行時間だけ前の時刻ｔ１へと信号がリレーされる。さらに、時刻ｔ１から基準逆行時間だけ前の時刻ｔ０へと信号がリレーされる。信号１の到達可能性は信号１がリレーされるたびに一定の割合で低下するので、リレー方式による時間逆行通信ではリレーの回数が多くなるにつれて信号到達可能性が指数関数的に低下する。たとえば、基準逆行時間当たりの信号到達可能性を９０％だとすれば、時刻ｔ３から時刻ｔ０への信号１の到達可能性は（０．９）３＝７２．９％に低下する。
【００３８】
一方、図５（ｂ）の樹形図ＴＤ５２によって示された本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信では、時刻ｔ３から時刻ｔ０への信号到達可能性が指数関数的に低下することはない。
樹形図ＴＤ５２において時刻ｔ０で左側に分岐する２点鎖線によって示した信号１の受信に失敗する可能世界では、時刻ｔ０後も信号１の受信に成功する可能世界が次々に分岐する。そして、その分岐の度に信号１の受信に失敗する可能世界は指数関数的に減衰していく。したがって、基準逆行時間を十分に長く設定しておけば、信号１の受信に失敗する可能世界は時刻ｔ１の手前で無視できるようになる。この事態は、時刻ｔ１ではほぼ１００％の確率で信号１が過去に送信されることを意味している。ゆえに、時刻ｔ０ではほぼ９０％の確率で信号１が受信されることになる。結局、本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信によれば、信号１に対応する情報を取り込み信号１を送信する時刻から受信受付開始時刻への信号１の到達可能性を、時間逆行通信要素による基準逆行時間における信号１の到達可能性とほぼ同じ割合にすることができる。
【００３９】
以上の考察を、前述の地震予知に関する時間逆行通信に当てはめてみると、本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信の従来提案に対する優位性が明確になる。すなわち、信号を過去へリレーする従来提案の時間逆行通信では、基準逆行時間１０μｓにおける信号到達可能性が９９．９９９９９９％であったとしても、地震発生を伝える信号１が１日前に到達する可能性は約０．０１８％まで激減してしまう。それに対して、本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信によれば、地震発生を伝える信号１が１日前に到達する可能性をほぼ１００％にできる。
【００４０】
本発明の実施形態２に係わる時間逆行通信装置を複数台用いれば、未来の特定事象を常時監視する予知システムを構築することができる。
たとえば、２４時間後から２５時間後までの１時間に発生する震度６以上の地震を予知する時間逆行通信装置を２５台用意すれば、それぞれを１時間ずつずらしながら２５時間サイクルで連続的に動作させることにより、１日後に発生する震度６以上の地震を１時間の時間分解能で常時監視できる。さらに、その２５台のうち１台が地震を予知したらその１台はそのまま動作させておいて、地震が予知された１日後の１時間をさらに２４分割して、その分割した時間帯に残りの１台ずつを割り当てて予知するようにすれば、予知の時間分解能を２分３０秒にまで高精度化することができる。この地震予知において、最初に地震を予知した時間逆行通信装置１台をそのまま動作させておかなければならない理由は、もし地震を予知したら時間逆行通信装置を止めることを予定しておくと、予知が成功して送信が行われない可能性と予知が失敗して送信が行われる可能性とが並存することになり、地震の予知に成功する確率が半減してしまうからである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
時間逆行通信装置の主要な用途としては、予知、超光速通信、予知情報処理を挙げることができる。
地震の予知や経営判断のための予知のように未来の重大な事態に対処するための予知は、たとえ未来から過去に向けて通信される情報量が１ビットにすぎなくても、産業上の有用性が高い。
一方、超光速通信は天文学的な距離を隔てた地点間の通信をタイムラグなしで行う。たとえば、地球−火星間をタイムラグなしで通信する超光速通信は、地球−火星間の古典通信と、その古典通信の所要時間に等しい時間だけ信号を逆行させる時間逆行通信とを組み合わせることによって達成できる。
他方、予知を利用した情報処理によれば、計算を行う前にその結果が予知できるので、計算速度を飛躍的に高速化し、計算資源を徹底的に削減できる。また、予知を利用した情報処理を機械通訳に応用すれば、話し手の発話を予知し、発話前に機械翻訳を済ませ、発話と同時に通訳音声を出力できるので、タイムラグがない真の同時通訳システムを構築することができる。
【符号の説明】
【００４２】
ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３：時間逆行通信装置
ＨＳ１、ＨＳ２：水平偏光光子源
ＢＳ１、ＢＳ２：ビームスプリッタ
Ｐ１、Ｐ２：偏光軸可変偏光子
Ｔ１、Ｔ２：光終端器
ＲＰ１、ＲＰ２：基底可変偏光測定手段
ＶＤ１，ＶＤ２：垂直偏光センサー
ＯＣ２：光サーキュレータ
ＲＦＣ、ＬＦＣ：光ファイバコイル
ＦＭ２：ファラデーミラー
ＴＣＣ３：時間逆行通信要素
ＡＴＲ３：自動送信手段
ＩＮＰ３：外部情報取り込み部
ＴＲ３：送信部
ＲＣ３：受信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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