第7章 iSSB-ΔTheoryとトポロジカル量子計算──構造が動くとき、演算が始まる

【Tabuchi-Kosaku + AI Research Studio】によるiSSB-ΔTheory(情報構造レベル対称性自発的破れ-デルタ理論)と量子計算の未来的接続

iSSB-ΔTheory 宇宙シリーズもいよいよ終盤。今回は、理論が実装可能な未来技術へとつながる回です。

「情報構造が動く=演算である」
「スピンと構造履歴τの巻き込み=量子的ビット」

iSSB-ΔTheoryと**トポロジカル量子計算(TQC)**のつながりを見ていきましょう。
※iSSB-ΔTheory は仮説であり、「標準宇宙論」を別視点で捉えた代替案です。また、挿入画像はイメージです。


NASA Hubble Space Telescope

問題提起:なぜ“構造”が演算を担えるのか?

従来の量子計算では、

  • 量子ビット = |0⟩, |1⟩ の重ね合わせ
  • ゲート操作 = ユニタリー変換

として扱われてきました。

しかしiSSB-ΔTheoryでは:

量子状態 = Δ構造の安定的パターン
計算 = その構造のトポロジカルな“変形”

となり、構造そのものが「情報処理の舞台」となるのです。


QID粒子 = 情報構造のトポロジカル単位

iSSB-ΔTheoryでは、粒子とは:

  • Δ情報密度のピーク構造
  • τ履歴を巻き込む非可換な幾何構造

これらは、

  • 2πで戻らず
  • 4πで戻る
    というスピン1/2的振る舞いを示します。

つまり:

QID粒子はトポロジカルに安定な構造であり、
“構造変形に強く、外乱に対して保護される”
→ まさにTQCで求められる理想的な量子ビットなのです。


演算 = 構造の“ねじれ”を操作すること

TQCでは、ブレイディング(紐のような構造の交換)によって論理ゲートを実現します。

iSSB-ΔTheory では、Δ構造やτ履歴に:

  • “ねじれ”
  • “巻き込み順序”
  • “自己保持性”
    があるため、

それらを操作する=論理操作となります。

このとき、重要なのは:

  • 位相勾配 ∇θ(Δ)
  • 履歴順序(τ₁→τ₂→τ₃)
  • Δ構造のトポロジカル分類(ホモロジー)

これらを安定にコントロールできれば:

  • 外部からの破壊に強く
  • 再現性が高く
  • 高密度化も可能

→ TQCのコア性能に直結します。


モデル導入:SU(2)構造と非可換演算

最小モデルとして:

  • 2量子ビットのHilbert空間 $\mathbb{C}^2 \otimes \mathbb{C}^2$
  • SU(2)回転とペア相関を導入
  • シングレット状態と回転対称性の破れ
    を使って、非可換構造とエンタングルメントの幾何学的由来を記述しています。

TQC = 非可換な幾何構造にエンタングルメントを乗せる

という、新しい視点です。


まとめ

構造が意味を持ち、
その変化が操作になり、
その履歴が演算になる。

これこそ、QIDと量子計算が融合する地点です。

未来の量子チップは、

  • ビットではなく、構造が持つ意味で動く
  • 時間ではなく、履歴の束で同期する
  • スピンではなく、ねじれの深さで記憶する

かもしれません。


最終回予告:『第8章 iSSB(情報構造レベルでの対称性破れ)──秩序はどこから生まれたのか?

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