CEA-Leti、量子フォトニクスプラットフォーム構築

November, 6, 2020, Grenoble--量子情報世界におけるハッキングできないデジタル通信に対する将来需要に目を向けて、CEA-Letiは、超安全なデータ伝送を必要とする主要産業向けに次世代技術を開発する量子フォトニクスプラットフォームの構築計画を発表した。量子技術は、無条件に安全なデータ暗号化を提供すると考えられている。これは、金融、ヘルスケア、エネルギー、通信、防衛および他の重要産業や分野が必要としている技術である。

社会に利益をもたらすR&Dを追求する、フランスの多分野にわたるネットワーク、Carnotが助成するプロジェクトは、CEA-Letiのシリコンフォトニクスプラットフォームを基盤として、量子フォトニック集積コンポーネントと回路の設計、処理、テストのための新しい量子評価装置で補完されている。研究所は、フォトンを使って、量子通信のためのベストな物理的手段であるqubitsを構築する。

3年プロジェクトは、シングルフォトンを生成し、そのフォトンを緩急位相シフタなど、線形光コンポーネントで操作し、超伝導ナノワイヤシングルフォトンディテクタ(SNSPD)でシリコンフォトニクス回路を作製する。プロジェクトでは、量子ベースのシステムで情報の伝受のためのデモンストレータを構築する。これは、超安全な暗号化を約束する量子技術である。

このデモンストレータの先では、CEA-Letiチームは、量子コンピューティングアプリケーションにも対処するために、qubitトランスミッタとqubitレシーバを一つの独自のプラットフォームに集積することに取り組む。

CEA-LetiのR&Dプロジェクトリーダー、このプロジェクトのとりまとめ役、Ségolène Olivierは、「ほぼ日常的に、標準的な暗号プロトコルの破壊について読んでいる。これは、大きな経済的損失とセキュリティリスクに関連するものであり、電力供給など、重要なインフラストラクチャへの脅威をともなう」とコメントしている。量子コンピュータが将来登場すると、現在のアルゴリズムは、もはや安全ではなくなり、リスクは飛躍的に増大する。量子暗号は、この問題のソリューションである。コンピューティングパワーに対して脆弱ではないからである。

シングルフォトンqubitsに基づいた量子システムが、信頼できるようになるにはフォトンの極小伝搬損失を確実にしなければならないことに注目して、Olivierによると、CEA-Letiのシリコンフォトニクスプラットフォームは世界最高クラスの低損失シリコン、超低損失シリコンナイトライド(SiN)導波路を実現した。「導波路の伝搬損失は、データレート、量子通信リンクの距離に直接影響を与えるので、それが、超低損失コンポーネントと回路の構築が重要になる理由である」と同氏は説明している。

CEA-Letiはすでに、そのシリコンフォトニクスプラットフォームでエンタングルフォトンペアの生成を実証しており、そのシングルフォトン検出課題に対処する他の内製技術も存在する。CdHgTeアバランシュフォトダイオード(APD)は、フォトンカウンティングと集積超伝導ナノワイヤシングルフォトンディテクタの材料成長世界記録スピードを達成している。

(詳細は、https://www.leti-cea.com)