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トラップイオンを使った長距離格子配送を達成

May, 25, 2018, 大阪--大阪大学大学院基礎工学研究科の山本俊准教授および生田力三助教らの研究グループは、大阪大学井元信之名誉教授、情報通信研究機構(NICT)量子ICT先端開発センター早坂和弘研究マネージャーおよび英サセックス大学のマティアス・ケラー教授らと共にトラップされた単一イオンからの光子を光ファイバで長距離に送信することに世界で初めて成功した。
 強力な計算機からの攻撃に対しても解読されることのないセキュリティ通信を提供する量子暗号は、光子の損失による通信距離の限界が課題となっていた。この損失を軽減し、効率的な長距離通信を行うには、光ファイバ通信網に量子力学的な情報処理を行う量子中継器を設置する必要がある。トラップイオンはこの量子中継を担うことができる演算装置の候補だが、光子でアクセス可能な光の波長が光ファイバ通信に適合しないため、長距離量子情報通信での利用が困難だった。
 研究グループは、単一イオンからの単一光子を、新しく開発した波長変換器によって光ファイバ通信波長に変換することで、効率的に単一光子を長距離光ファイバで送信できることを明らかにした。
 この波長変換器を利用することで、単一イオンを利用した長距離量子ネットワークの実現に向けた量子メモリや量子中継器の開発に役立つことが期待される。
 研究成果は、Physical Review Letters(オンライン)に掲載された。
(詳細は、http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2018/20180523_2)