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光量子コンピュータの60GHz動作が可能に、量子もつれ生成が1000倍以上に高速化:量子コンピュータ
2025-01-29
著者: 桜
東京大学大学院工学研究科と日本電信電話株式会社(NTT)は、2025年1月29日に、量子情報処理能力が1000倍以上向上したという記録を達成した。この成果は、㏈(デシベル)スケールでのピーク周波数が10から12デシベルに達し、従来の量子コンピュータの限界を大きく上回るものだ。この技術の実用化が近づいてきたことを示している。
今回の研究成果の中心となるのは、光子の量子ビットを用いた光量子コンピュータの研究で、東京大学の教授である古舘明氏と同じく教授のアサバナンテロ氏、大学院生の川嶋(正しい漢字は出渕)俊作氏によるものである。彼らは、光量子コンピュータの基盤となる光源(OPO)を使用し、量子もつれを生成する際の周波数を上昇させる手法を開発した。そうすることで、生成速度の向上を図った。
具体的には、1000倍以上の高速化という成果の背景に、450MHzからのスケールアップが大きく寄与している。NTTが保持する高い導波路加工技術を基に、光パラメトリック増幅器(OPA)を用いることで、60GHzという高い周波数での実現に成功したのである。
また、生成した光子の測定には、2つのOPAから出力される光子を使用し、それをスプリッターで分けることで均等に分布させ、高精度の算出を行っている。このように、高速な量子もつれ生成に向けた努力が、今後の量子通信や量子計算の分野での革新につながると考えられている。
量子コンピュータの発展は、特に通信分野において重要であり、量子暗号化技術や量子インターネットの構築に大きく寄与することが期待されている。この研究成果は、未来の情報通信技術を一変させるポテンシャルを秘めており、今後の進展に注目が集まる。