竜太のテクニカルメモ

物理やへっぽこなゲーム作りについて易しく解説するよ

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僕の発明品リスト

ども,ども,竜太です.ども.

今回は僕の発明品が大分たまってきたのでここでリスト化してご紹介します.

僕の発明品リスト

  1. タイムマシン
  2. 人工意識
  3. 人工宇宙
  4. 人造肉
  5. 人工冬眠
  6. 人工臓器
  7. 人工エラ
  8. エイズ治療法
  9. フレイル燃料
  10. Porter(空飛ぶ自動車)
  11. マンモス復活法
  12. 念力測定装置
  13. ウィルス農薬
  14. 無伝送路瞬間情報転送装置
  15. 透明マント
  16. ユニバーサルマルチレジスタ
  17. カラーホログラム
  18. プラズマ輸送装置
  19. 元素生成機
  20. ダイヤモンドよりずっと固い金属
  21. ニコチン・タールの少ないたばこ
  22. AutoFocus眼鏡
  23. 光子ロケット
  24. 光線銃
  25. 量子住所機器
  26. 物流利用ロボット製造ロボット
  27. 完璧な非破壊検査技術
  28. 風船用代替ヘリウム様気体
  29. 電波暗室
  30. キャタピラ型ヘリコプター
  31. 単眼3Dカメラ
  32. 超音波断層撮影装置

ここまで読んでくださって有難うございます. 何か間違い等ございましたら,ご報告いただけると幸いです^^


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タイムマシン~過去に送る情報を削除すると・・・~

竜太です.どーもー.

今回は未来のある時点で過去に送る情報を削除するとどうなるのか? について書きたいと思います.

一度もらった情報はもう捨てて良いのか?

タイムマシンで未来から明日の情報をもらったものとします. 例えば明日のロト7の当選番号(!)などです. 翌日この当選番号通りロト7を買ったら見事に当選して大儲けができたと仮定しましょう. さて,タイムマシンで過去に送る情報のデータ量を削減したい場合,現在からみて明後日にはこの当選番号を過去に送るのをやめてしまっても問題ないでしょうか?

送らないとパラレルワールドができてしまう!

未来からロト7の当選番号が送られてきたのが私たちの世界線ですから,1回送らなくても当選して大儲けした未来は変わらないはずです. 問題はそうなると,タイムマシンで送らなかった情報は少なくとも我々の世界線じゃない他の世界線に送らないことになります. となると,送ってきた世界線も我々の未来の世界線ではなく,別の世界線ということになるはずです. こうなると,送らなくても他の世界線が困るだけで我々の世界線は何も困らないように思えます. 実際のところはどうなのでしょうか?

それでも送った方が良い!

この問題を考えるために次のような思考実験をしてみましょう. 未来からの情報を偶数の日付だけ送ってもらい,奇数日の日付は送ってもらわないようにします. このとき,奇数日の日付の情報は未来から送られてくるのでしょうか? 先ほどの問題と同じではっきりとは答えられないかもしれないですね. それでは今度は偶数の日付と奇数の日付の両方から情報を送らなかったらどうでしょうか? 断言はできないかもしれませんが,未来から情報を送らないのですから,そのうち何も送られてこないような気がします. 実際はどうなのでしょうか?

残念ながら,今のところ僕にもはっきりとは分からないのですが,すぐに未来から情報が送られてこなくなる公算が高いです. 現時点でははっきりとは断定できないものの,よっぽど確かな理由がない限り,過去へ情報を送った方がよさそうです.

情報は遠い将来から削除が無難

こうなると,情報の削除は遠い将来から削除が一番無難そうです. 例えば,毎日3カ月+1日の情報が送られてくるなら, 毎日一番遠い未来の情報から削除し,当日の情報を付け加えるというのが無難そうです. こうなると,3カ月分のデータは今日も明日もほぼ同じデータを見ることになりますが, これはタイムマシンの仕様上致し方ないです.

それでも遠い未来の情報は毎日変わるとみられる

とはいえ,未来の情報を全部送るのは毎日続ける必要がありそうです. というのも,最大の理由はタイムマシンが過去に情報を送るのをやめると情報が得られなくなるからですが, それ以外にも,過去に情報を送らないと毎日遠い未来の情報は不確定のためころころ変わるとみられるからです. このため,毎日毎日どのように情報が変わってゆくのかきちんと確認しておく必要があります.

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タイムマシン~遠い未来と任意の時点の未来から情報を送る~

ども,竜太です.

今回は任意の時点の未来から過去に向かって情報を送ることを提案します. これはずっと遠い未来の情報だけでなく,任意の時点の未来の情報も一緒に送れる技術で, この技術によって,例えば好きな時点で基本的未来制御法が使えたりするようになります.

僕のタイムマシンは過去への情報のバトンリレーが重要

僕のタイムマシンは多数の人工惑星を使用して情報を過去へ過去へとバトンリレーするものです. このため,1ステップ当たりの巻き戻し時間は短いのですが,沢山繰り返すことで長い時間時間を巻き戻せるようになっています.

未来から送られてきた情報を追加・改ざんして送れる!

ここで遠い未来\gammaと比較的近い任意の時点の未来\betaと現在\alphaがあるものとしましょう. 情報を過去へ送るので時間方向を逆向きに遠い未来を起点としてとりましょう. 遠い未来の時点\gammaには,メッセージM_{\gamma}を過去に送るものとします. するとこの情報は途中の未来\betaを通過するので例えば仮に,プログラム的に基本的未来制御法で猫を殺す時刻が未来\betaだった場合, 遠い未来のメッセージM_{\gamma}とは別に,情報Boolean = trueを過去に一緒に送る必要があることになります. もちろん場合によったらデータ量がオーバーしてしまいますから,その場合に限り,メッセージM_{\gamma}を一部削除して送るなどの対策が必要かもしれません. このとき,厳密には入力が済んで,すぐに送れる状態になった時刻が未来\betaの時点であることに注意してください. こうすると現在\alphaは,遠い未来の情報M_{\gamma}と一緒に基本的未来制御用のBoolean = trueが両方送られてくることになるので, 異なる未来の時点から情報が送れるうえに,しかも,基本的未来制御法もいつでも実行に移せることになるわけです.

データ容量さえ気を付ければ,どの時期の未来からでも情報が送れる!

こうして,データ容量さえ気を付ければどの時点の未来からでもデータの追加・修正が行えることが分かりました. ポイントは書き換える時点でのデータを閲覧してから書き換えるわけにはいかないので, やや不確かなデータをもとに書き換えるか,あるいは削除と追加だけにするかということです. 未来からの情報を閲覧できるのは届いた後で,そのデータに修正を反映するのは閲覧した時刻より未来の時刻だからです. ただし,基本的未来制御法だけはいつでも行えます. 送られてきたデータの確認が基本的に要らないからです.

データに削除順位の優先度を示す記号や数字を一緒に記録する案

こうしてみると,大量のデータが容量を圧迫する前に,自動でデータを削除する機能も有効でしょう. そこで,データ削除優先度に応じた数字や記号などを未来の各情報に紐づけする案が考えられます. これにより,重要データが誤って削除されるなどの対策もとれるかもしれません.

如何だったでしょうか? 今回の方法によって,未来から情報をもらいながら,いつでも基本的未来制御法を使用することができるようになったことが分かると思います. いつでも基本的未来制御法が使えるので大変有望そうです^^

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改良版マルチビット瞬間情報転送装置の案

どーも,竜太です.

今回は以前ご紹介した際にミスのあった瞬間情報転送装置の改良版が出来ましたのでご紹介します. 今回の改良により,私の瞬間情報転送装置はこれ以上にないくらいシンプルかつ高性能になりましたので, タイムマシンに使用するのが大変楽になったものと思われます. 原理的に言ってこれ以上シンプルな回路で瞬間情報転送装置を作ることは不可能だと思われます. このシンプルさのすばらしさをご理解いただけると嬉しいです.

改良版マルチビット瞬間情報転送装置

改良版マルチビット瞬間情報転送装置
上の図でアリスはボブに瞬間的に情報を送りたいと考えています. アリスはビット列を送ることを考えていますが,今回は情報“1”を送りたいと考えています. アリスは次のようにしてそれを行います:

  1. レーザー光源から出た多数の光子を減衰することなく45^{\circ}に傾けた水平偏光板を通過させる.
  2. 水平偏光板を通過した光子数は半分になるが,全て45^{\circ}偏光光子|\psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}\sum_{k = 1}^N(|\leftrightarrow\rangle_k + |\updownarrow\rangle_k )になる. (以後,kは省略)
  3. ハーフミラー( ハーフビームスプリッタ)で通過・反射した光は偏光方向は変わらずに光波のエネルギーだけ半分|\psi\rangle = \frac{1}{2}\sum_{k = 1}^N(|\leftrightarrow\rangle + |\updownarrow\rangle )に減衰する.
  4. 通過側のアリスは送りたい情報“1”に対応する偏光フィルターの向きとして垂直にした水平偏光板\sum_{k = 1}^N|\updownarrow\rangle_A{}_A\langle\updownarrow |を設置する. このとき,垂直偏光板を通過した光はもつれを壊さないために決して観測してはいけないことに注意する.
  5. ボブはポラリメーター(偏光測定器)で光子群の偏光方向を測定する.このとき経路長を調節するためアリス側と\frac{\lambda}{4}ずらしておく. するとボブ側ではテンソル積状態の重ね合わせ状態\frac{1}{2}\sum_{k = 1}^N(|\leftrightarrow\rangle_A\otimes|\leftrightarrow\rangle_B + |\updownarrow\rangle_A\otimes|\updownarrow\rangle_B)が 一瞬にして\frac{1}{2}\sum_{k = 1}^N |\updownarrow\rangle_A\otimes|\updownarrow\rangle_Bになるので,必ず\frac{1}{2}\sum_{k = 1}^N |\updownarrow\rangle_Bを観測する. ここで光子数が十分に大きいことより,観測される光子数は分からないものの偏光方向は必ず垂直偏光になるので,きちんとボブ側に情報“1”が送られたことが分かる.
  6. 後はアリス側は0を送りたいときは水平偏向,1を送りたいときには垂直偏光になるように偏光板を回転されれば任意のビット列が送れることになります.

ここで注意すべきは光子描像ではテンソル積状態\frac{1}{2}(|\leftrightarrow\rangle_A\otimes|\leftrightarrow\rangle_B + |\updownarrow\rangle_A\otimes|\updownarrow\rangle_B)が得られないということです.テンソル積状態には必ず光子描像を用いなければならないわけでなく,波動関数テンソル積状態が取れるので今回はそちらを使用します. これにより,アリスとボブの間の距離がどんなに離れても瞬間的に情報が送れることになるわけです. お疲れさまでした!

今回の成果

今回,光のエネルギーを光子1個レベルまで減衰しないで使用することが出来ました. このため,ボブ側では光子1個だと確率\frac{1}{2}で偏光方向の測定に失敗するのですが,無数の光子を使用することにより, エネルギーは\frac{1}{2}に減衰するものの,確実に偏光方向の測定ができるようになりました. 理解が深まると,アイデアがよりシンプルになるという良い例でしょう.

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国際資源持続化連合(International Resource Sustainability Union:IRSU)の案

ども,竜太です.

皆さん,主要な資源は実は2050年までにほぼ枯渇するってご存じでした? 今回はそんな怖い話です.

どんな資源も原則的に枯渇する

www.nims.go.jp 上のリンクを見てみてください. 主要な金属資源がほぼ2050年までに枯渇することが述べられています. 私たちは普段何気なく暮らしていて,資源の枯渇を気にすることも少ないと思いますが, 私たちの子供の世代には確実に資源が枯渇した社会を迎えることが分かると思います. 今まで,そういった問題はえらい科学者や,政治家がきちんと考えてくれているんじゃないかと ぼんやり考えていましたが,これを見ると待ったなしの状況であることがうかがえます. どうですか?ゾッとしませんか?

2050年までにできること

そこで資源の枯渇を防ぐために何かできることをすべきですが, その一つが,「資源採掘会社への投資をやめる」です. これは大多数の資産家がやめてくれなきゃ実行力に乏しいですが,

資源採掘会社への投資が減る→資源が新たに採掘できない→資源の消費を減らさざるをえない→(゚д゚)ウマー

というからくりになってます. もちろんこれにはもう1ステップあって,

資源価格が高騰する→対象の資源を利用して作る例えば自動車などの値段が上がる→物価の急騰

というステップがあるのですが,人類にとっての地球の持続可能性を考えるとこれは致し方ありません.

もう一つできることは資源の新たな開発です.

ヘリウムは木星開発が進めば半永久的に枯渇しない資源になる!

木星は中心に金属製の核があるとみられているものの大地はなく,表面は水素とヘリウムの液化ガスでできていると考えられます. このため,木星まで行ってうまくヘリウムを回収するシステムが出来上がれば,原理的にはヘリウムの枯渇問題は完全に解決するものと考えられます. ヘリウムは現在最も枯渇が懸念されている資源であり,実際日本でも研究用のヘリウムが使えなくなる場面が多く出てきました. 一刻も早い,木星からのヘリウム回収システムの実現が期待されます.

遠い将来は他の恒星系から資源を調達する必要がある

はい,非常に難しいですね. また効率もさほど良くはないかもしれません. それでも遅くとも500年以内には実現させておかないと人類に明日はないでしょう.

国際資源持続化連合を作ろう!

こうして考えてみると,資源の枯渇を防ぐには,

  1. 資源の使用の制限
  2. 資源の地球以外の星からの調達
  3. 都市鉱山の活用

などがあることが分かり,単に節約だけにとどまらないことが分かると思います. そこで国際的な資源の枠組みとして国際資源持続化連合(International Resource Sustainability Union:IRSU)という組織を作る必要があるのではないかと考えます. IRSUの主な取り組みは,

  1. 不法な資源開発の監視・制限
  2. 都市鉱山の運用
  3. 地球外の星からの資源の調達に関する研究・開発
  4. 資源終末時計などの運用や啓もう活動

などなどが挙げられます. これにより,資源の枯渇が少しでも党の供養にするのが狙いです.

その上で,基本的未来制御法を使用する

さて,それらのことを全てやったのちはやはり,基本的未来制御法です. 地球の海底や大地等に眠っている資源は基本的に観測されていない資源です. これは量子力学的にはかなり自由に埋蔵量や分布をタイムマシンでコントロールできると考えられます. そこで日本ではほぼ確実に取れないとわかっている資源を除いて,例えば鉄資源が日本の領土内で調査会社によって発見される, などを指定しておくのです. もちろん念のため,「発見されるかそれが不可能なら何も起きない」と指定することによって,予測不可能な危険性を回避しておきます. こうすると,かなり都合の良い場所から鉄資源が発見されるというわけです. このように基本的未来制御法によってタイムマシンは人類にとっての未来の持続可能性を飛躍的に高めることができることが分かると思います.

もはや環境問題は2番目になった

これから分かるのは,もはや環境問題は人類が抱える問題の重要性では1番ではなくなり, 資源問題の方がより重要であることが分かります. 資源の問題はこれから数千年の間は極めて深刻な問題であり続けるでしょう.

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タイムマシン~基本的未来制御法の欠点その弐~

ども,ども,ども.竜太です.

今回は基本的未来制御法のあたりまえな欠点が一つ見つかりましたので,ご報告します. 簡単に言うと「遠い未来は分からない」です.

基本的未来制御法で「さいころで6が出る予定の状態」は作れるか?

通常,基本的未来制御法で「さいころで6が出た状態」を実現するには, さいころを振った後の時刻から,6が出たらtrueを過去に送り, 6以外が出たらfalseを過去に送ることで未来を制御しています. このため,さいころを振って目が確定した後の時刻まで待ってそれからタイムマシンで過去に情報を送っていることになります. それではタイムマシンで目が確定する前に過去に情報を送ったらどうなるでしょうか? これをすると,恐らく未来からは何も送られてこないことでしょう. 何故なら,目が確定する前に「6が出る予定の状態」などは確定していないからです.

基本的未来制御法では「優秀な子供が生まれる」はほぼ不可能

こうしてみると,基本的未来制御法では生まれた直後に優秀な赤ちゃんが生まれたらtrue, ダメな赤ちゃんが生まれたらfalseなどとすることは不可能であることが分かります. 何故なら生まれた直後に分かるのはせいぜい健康かどうかぐらいで,遠い将来にわたってどうなるかまでは確定していないからです.

基本的未来制御法は万能ではなかった!

これより,大変残念ではあるものの,基本的未来制御法は, 万能未来制御法とまでは言えないことが明らかになりました. 遠い将来までは見渡せないからです. 基本的未来制御法の2つ目の欠点が明らかとなってしまいました.(ノд-。)クスン

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タイムマシン~基本的未来制御法の小さいけど重要な改善点~

どーも,竜太です.

今回は基本的未来制御法の小さな改善点を見つけたのでご報告します. 考え方は「未来から送られてきた情報の内容は取得せずに送ってきた事実だけを観測する」です.

基本的未来制御法のおさらい

もう何度もご説明しましたが,ここでもう一度基本的未来制御法についておさらしておきましょう. 未来においてシュレディンガーの猫を殺したいとします.(猫じゃなくても何でもいいです.) このとき,未来において猫が死んでいたらBoolean = trueをタイムマシンで過去に送り, 未来において猫が生きていたらBoolean = falseをタイムマシンで過去に送ります. すると現在は,重ね合わせ状態,

 \displaystyle
|\Psi\rangle_{Bell} = |\text{猫死亡}\rangle_E\otimes |Boolean = true\rangle_T + |\text{猫生存}\rangle_E\otimes |Boolean = false\rangle_T

になるので,未来からBoolean = falseが送られてきた場合だけ観測しないでBoolean = trueに書き換えておくと 未来は自動的に猫が死んでしまうことになるわけです. これが基本的未来制御法です.

基本的未来制御法の肝は“観測しないこと”

ここで基本的未来制御法がなぜうまくいくのか考えてみましょう. ポイントは未来から送られてきた値を観測しないで強制的にtrueに変えてしまうことです. この観測しないというのが最も重要でここを観測してしまうと, 全く基本的未来制御法は機能しなくなってしまいます. しかし,これでは未来からtruefalseが送られてきたことすら分からなくなってしまいます.

未来から値が送られてきたことだけなら公開しても良い

そこで次のような改良案が浮かびます. 未来からtrueが送られてきたかfalseが送られてきたかまで公開して観測すると完全にもつれは壊れてしまって, 基本的未来制御法は機能しなくなってしまいますが,もし,“中途半端に“情報を公開したらどうなるかと考えます. 具体的には送られてきた値それ自体ではなく,送られてきた事実だけを観測するのです. こうするともつれは壊れませんのできちんと基本的未来制御法は機能し続けるはずです. しかもこのとき,基本的未来制御法が機能しない状態である,未来からなにも送られてこない状態を判別できます. こうして僅かながら基本的未来制御法が改善されました.

こうして基本的未来制御法の切り分けができるようになった!

これにより,基本的未来制御法が機能したうえで想定外だったのか, そもそも基本的未来制御法が機能していないのかが容易く判別できるようになりました. 僅かとは言え前進です.

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