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ドイツ量子イニシアティブQUTEGA、光シングルイオン時計

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June, 12, 2017, Munich--ドイツ連邦教育研究省(BMBF)は、量子技術分野で戦略的プロセスを開始した。BMBFは、ドイツの経済と科学にとってのこの分野の重要性を強調しており、こうした評価は、ヨーロッパと国際的な評価に一致している。戦略プロセスの最初の成果を実行するためにBMBFは、量子技術の重要な開発を扱う3つのパイロットプロジェクトを選択した。最初のパイロットプロジェクト「optlclock―光シングルイオンクロック」は207年5月にスタートした。
 TOPTICA Photonics AGとPhysikalisch Technische Bundesanstalt (PTB)が主導するプロジェクトの目標は、3年以内に光シングルイオンクロックのデモデバイスを実現すること。研究コンソーシアムは、450万ユーロBMBF助成金を獲得。参加する産業パートナー(TOPTICA Photonics AG他)からの150万ユーロの寄付を合わせると、プロジェクトの総額は600万ユーロになる。
 optlclockデモ用モデルは、実験室で達成された最高の実験クロックの精度よりも10~100倍落ちるところを狙っているが、それでも商用時計、周波数基準よりも優れている。実験室のソリューションは、わずか1秒で狂う。それとは対照的にoptlclockは、可搬であり、科学に詳しくないユーザがオフィス環境でも操作することができる。 
 そのような機器のアプリケーションは、高精度周波数基準の実現を介した時間の直接計測、大規模ネットワークや分散電波望遠鏡の精密同期、ナビゲーション一般およびグローバル衛星ナビゲーションシステムを含む。特に、それを特別な量子センサとして導入することも可能であり、周波数比較によってかなり離れた範囲の重力高差を計測できる。これは、測地学の様々なアプリケーションで有望である。例えば、海水位の変化や大地の隆起/沈下などである。
 optlclockデバイスは、超高真空隔室内の電気トラップに保持されている単一電荷原子を内包している。原子は、レーザで数Millikelvin (1 Millikelvin = -273.149 °C = -459,668 °F)に冷却されており、いわゆるクロックレーザは、この原子の光学遷移に対して安定化されている。一般のオペレータがそのデバイスを利用できるように、このパイロットプロジェクトは、小型化、自動化、個々のコンポーネントの集積化を研究し、完全なシステムに向けて包括的なアーキテクチャを設計する。多くの他の量子技術アプリケーション、量子コンピューティング、量子シミュレーション、量子センシングなどは、主要技術およびコンセプトのoptlclock開発から利益を得ることになる。
(詳細は、www.toptica.com)