研究成果

集積化可能な量子もつれ光源を実現 -量子センシング、量子通信装置の飛躍的な小型化が期待-


2020年06月10日


     竹内繁樹 工学研究科教授、岡本亮 同准教授、杉浦健太 同博士課程学生、殷政浩 同修士課程学生(研究当時)らの研究グループは、香港城市大学、南京大学、中国科学院らと共同で、光子が、さまざまな波長(色)の対となった「量子もつれ」状態を、集積化可能な「半導体チップ」として、光通信で最も良くもちいられる波長域において、同種の素子において世界最大の波長域とモード数で実現することに成功しました。

     電子や光子などの量子は、通常の物体とは異なった振るまいをします。その量子の個々の振るまいや相関(量子もつれ)を制御することで、飛躍的な計算能力を実現する量子コンピューターや、盗聴不可能な暗号を実現する量子暗号、さらに、従来の計測技術の限界を超える量子センシングなど、「量子技術」の研究が精力的に進められています。その中でも、光子は、長距離伝送が可能で、また室温でも量子状態が保存されるため、有力な担体です。

     今回実現した光源は、光量子コンピューターや、量子暗号の高度化、また光量子センシングなどの集積化(チップ化)にブレークスルーをもたらすものです。

     本研究成果は、2020年6月4日に、国際学術誌「Applied Physics Letters」のオンライン版に掲載されました。

    図:集積可能な半導体素子量子もつれ光源のイメージ図

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】 https://doi.org/10.1063/5.0009361

    K. Sugiura, Z. Yin, R. Okamoto, L. Zhang, L. Kang, J. Chen, P. Wu, S. T. Chu, B. E. Little, and S. Takeuchi (2020). Broadband generation of photon-pairs from a CMOS compatible device. Applied Physics Letters, 116(22):224001.

    • 日刊工業新聞(6月9日 23面)に掲載されました。

    集積化可能な量子もつれ光源を実現 -量子センシング、量子通信装置の飛躍的な小型化が期待-
    現在の画像 JPEG image — 78 KB

    No