まずは光の干渉縞実験について
光源と壁の間に縦に1本の隙間（スリット）の開いた壁をはさむと、奥の壁には
このような1本の光の縞が映る。光の縞のまわりにはぼんやりとした半影も映る。
スリットを2本にすると、奥の壁には2本の光の縞が映るのではなく
このように光と影の縞模様が映し出される。
これが光の干渉縞といわれるものだ。
光は電磁波だからこのような現象となる。
しかし、光は粒子でもある。
では粒子として1個ずつ照射したらどうなるであろうか
奥の壁の変わりに高感度の検出器を置いて
いったい1個の光量子が何と干渉しているのでしょう？
正確にはこうですかね。
光源として秒間千個程度の光子レーザを考える。
レーザを結晶に当てて相互作用で偏光状態に相関を持った2つの光子AとBを作り出す。
片方は垂直方向に偏光し、もう一つは水平に偏光するようにする。
こうした相関関係にある光子同士は離れていても量子的に影響を及ぼしあうことがわかっている。
そして光子の偏光状態も検出できる検出器を２つ用意する。検出器1と2と呼ぶこととする。
光子Aは検出器1に向かい、Bは検出器2に向かうとする。
検出器1の前に適切な間隔で2重スリットの壁を置く。
相当数光を当て続ければ検出器1に干渉縞が現れる。
ここまでは予想される出来事だ。今は何と干渉したのかは考えない。
光子はどちらのスリットを通ったのかわからない状態で検出される。
その場合、長く実験を続けると検出器に干渉縞が現れる。
ここで、それぞれのスリットの前に偏光フィルタを置く。
片方は垂直方向の変更を右回りに、水平方向の変更を左回り変えるフィルタ
もう一方は垂直方向を左回りに、水平方向を右回りに変えるフィルタとする。
そうすると光子Aがスリットを通る前にどちらの偏光状態であったかがわかれば、
検出した偏光状態からどちらのスリットを通ったかがわかる。
光子Bを検出器２で偏光が垂直か水平か検出してやれば、光子Aが光子Bと分かれたときの
偏光状態がわかり、どちらのスリットを通ったのか決定できる。
しかし、そうするといつまで実験を続けても検出器に干渉縞は現れない。
それどころか検出器2までの距離を検出器1までの距離より長くしても結果は変わらない。
光子Bが検出されるより前に光子Aはスリットのある壁を通り抜け、検出されたとしてもだ。
続く
光子の2重スリットによる干渉縞実験で説明した
光子Bの偏光状態を観測することで、光子Aがどちらのスリットを通過したかが確定し
干渉縞が観測されなくなる現象での
光子Aと光子Bとの関係を量子もつれの状態（エンタングル状態）と表現する。
光子Bの偏光状態と光子Aの偏光状態とが互いに相関を持つような状態は1980年代に入り実験で確認されている。（アスペの実験：二つの光子間の距離は10メートルで確認された）
その後の追試で何キロも離れた状態で確認されている。
このようにエンタングル状態にある光子間では、光子Bの偏光状態を測定すれば、光子Aの偏光状態が確定する。
腑に落ちないが、これはエンタングル状態の性質として理解するしかない。
量子コンピュータではこの性質を利用することになる。
またこの性質は我々観測者の時間的な前後に関係なく現れることが
2002年ブラジルのミナス・ジェライス大学でステファン・ウォルボーンらの実験によって確認された。
こちらにその論文がある。
つまり、光子Aがスリットを通り抜けて検出器1で検出された後に光子Bを検出しても変わらない（干渉縞は現れない）ということである。
観測者の時間関係には関係なく、エンタングル状態にある光子間で影響を与え合っていることになる。
ややこしい話だが、これもエンタングル状態の性質としてとらえるしかないことが実証された。
ということである。
光子が2重スリットを通り抜ける際に
(1) 光子がどちらのスリットを通ったかがわかるような仕組みがある場合
干渉縞ができない。
(2) どちらのスリットを通ったかわからない場合
干渉縞ができる。
ということだが、量子力学では
(1)の波動関数は片方のスリットを通った場合のフーリエ級数で
(2)の波動関数は片方のスリットを通ったものともう片方のスリットを通ったものを重ね合わせたフーリエ級数
で表す。
どちらも結局測定装置のどこで観測されるかは不定で、波動関数からわかるのはどのあたりで測定されるかの確率だけてある。
どちらも観測される範囲はそれほど違わない、ただ
(2)の場合観測されない場所が観測範囲内に[||||||||||]の|で示す場所のように点在する
ということだ
(1) [________]
(2) [||||||||||]
こんな感じ
そして量子コンピュータにとって肝心なのは、
光子が観測されるまでは、それぞれの波動関数が示す確率にしたがった可能性をすべて持っているということ。
それから、量子は互いにエンタングルメントな関係になりうるということである。
因数分解に関する量子コンピュータを使ったshoreのアルゴリズムは、量子がもつこの２つの性質を利用する。