ニュース / News

ニュースリリース

単一光子が作る単一電荷とスピンの検出に成功 ― 量子情報のネットワーク化へ道 ―

最先端研究開発支援プログラム(FIRST)「量子情報処理プロジェクト」(研究支援担当機関:国立情報学研究所[所長:坂内 正夫]、代表研究者:山本喜久 国立情報学研究所/スタンフォード大学教授)における共同提案者 樽茶 清悟(たるちゃせいご)(東京大学[総長:濱田 純一]大学院工学系研究科教授)とそのグループは、単一光子が生成した単一電子を電気的に制御された量子ドット中に捕捉し、かつ自在に外部へ取り出す技術を開発しました。さらに捕捉された単一電子のスピンを、その状態が失われる前に検出できることを確認することに初めて成功しました。この成果は、スピン量子素子において、単一光子と単一電子スピンの間で量子状態の変換とその検出が可能であることを示しており、この手法によって単一光子-単一電子スピン間の量子状態転写を実現し、量子インターフェースの開発へ展開する重要な成果と位置づけられます。

量子情報処理は、次世代の高度情報化社会を支える基盤技術の一つで、超並列処理を可能にする量子コンピュータや、絶対に安全な暗号通信、それらを結ぶ量子ネットワーク技術など、情報通信にとって革新的なパラダイムを切り開く研究分野です。

この成果は、平成23年4月8日(金)(米国時間)発刊の「Physical Review Letters」誌(電子版)に掲載されます。

掲載論文名:"Single-shot detection of electrons generated by individual photons in a tunable lateral quantum dot"

(A. Pioda1, E. Totoki1, H. Kiyama1, T. Fujita1, G. Allison1;2, T. Asayama1;3, A. Oiwa1, and S. Tarucha1) 1 Department of Applied Physics, The University of Tokyo, Japan, 2 Department of Physics, Princeton University, USA, 3 Advanced Materials Laboratories, SONY Corporation, Japan

樽茶教授をリーダーとする研究グループは、FIRSTプログラムの支援を受け、半導体量子ドット中の電子スピンを量子ビットとする量子情報処理の実用化を図るための周辺技術として、長距離通信を担う光子との間で情報の受け渡しを行う技術、即ち、「量子情報処理の基本単位である単一光子と単一電子スピン間の量子インターフェース」の開発を目標の一つとしています。

1639

注目コンテンツ / SPECIAL