竹内繁树 工学研究科 教授、岡本亮 同准教授、清原孝行 同博士課程学生（研究当時）、山城直毅 同修士課程学生（研究当時）、荒木裕貴 工学部生（研究当時）らの研究グループは、Holger F. Hofmann 広島大学教授らの研究グループと共同で、光子の量子もつれ状態を、従来に比べて著しく高い効率で検証する方法の実証に、構築した6つの光子間量子ゲートを含む光量子回路を用いて成功しました。
电子や光子などの量子は、通常の物体とは异なった振る舞いをします。その量子の个々の振る舞いや相関（量子もつれ）を制御することで、飞跃的な计算能力を実现する量子コンピューターや、盗聴不可能な暗号を実现する量子暗号、さらに、従来の计测技术の限界を超える量子センシングなど、「量子技术」の研究が精力的に进められています。その中でも、光子は、长距离伝送が可能で、また室温でも量子状态が保存されるため、有力な担体です。
今回実现した方法は、光子の量子もつれ状态が大规模化しても高い効率を保てることから、光量子コンピューターや、量子暗号の长距离化、また光量子センシングなど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10月29日に、国际学术誌「翱辫迟颈肠补」に掲载されました。
図：実现した、光子の量子もつれ状态検証方法のイメージ図
详しい研究内容について
书誌情报
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Takayuki Kiyohara, Naoki Yamashiro, Ryo Okamoto, Hirotaka Araki, Jun-Yi Wu, Holger F. Hofmann, and Shigeki Takeuchi (2020). Direct and efficient verification of entanglement between two multimode–multiphoton systems. Optica, 7(11), 1517-1523.
