1m2サイズを26×4mmサイズに

東京大学大学院工学系研究科の古澤明教授の研究グループとNTT先端集積デバイス研究所は2015年3月31日、量子テレポーテーション装置の心臓部となる量子もつれ生成・検出部分を光チップで実現することに成功したと発表した。光学部品を不要とすることで、同様の回路をこれまでの1万分の1のサイズに縮小した。

今回の研究成果は、量子テレポーテーションの手法を用いて量子コンピュータを実現できることを示した。この成果は、英国の科学雑誌「Nature Photonics」（現地時間2015年3月30日）に、論文「Continuous-variable entanglement on a chip」として掲載された。

開発したチップ （クリックで拡大） 出典：東京大学

量子オペアンプである量子テレポーテーション

エネルギー消費が極めて小さい超高速コンピュータを実現する技術として量子コンピュータが注目されている。これを実現するためには、大量の量子ロジックゲートを作り込む必要がある。その手法として、古澤氏らの研究グループは、光子に乗せた量子ビットの信号を転送する量子テレポーテーション技術に注目し、開発に取り組んできた。

量子テレポーテーションのイメージ （クリックで拡大） 出典：東京大学

量子テレポーテーションとは、光子に載せた量子ビット＊）の信号（光量子ビット）を、ある送信者から離れた場所にいる受信者へ転送する技術。これまでにない大容量通信を実現するとされる量子力学の原理を応用した「量子通信」を実現する上で最も重要な技術とされている。さらに、量子テレポーテーションを行う装置を組み合わせることで、超高速な処理性能を持つ「量子コンピュータ」も構築できるという。

＊）0と1の重ね合わせで表示される情報単位。重ね合わせとは0と1が同時並行で存在するような一種の中間状態で、量子力学特有の状態。重ね合わせをうまく利用することで、高い処理性能の情報処理が実現できる

量子力学を応用した情報処理の可能性 （クリックで拡大） 出典：東京大学

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