量子コンピュータ発展の鍵、世界最高のスクイーズド光生成に成功

はじめに

近年、量子コンピュータの研究が加速する中、NTT株式会社や東京大学などが共同で導波路型光デバイスを利用した世界最高品質のスクイーズド光の生成に成功しました。この成果は、従来の光量子コンピュータの性能向上に寄与するとともに、今後の高速量子計算の発展を促進するものと期待されています。

スクイーズド光の重要性

スクイーズド光とは、光の量子ノイズを圧縮したものであり、光量子コンピュータの基礎となる重要なリソースです。最先端の量子計算を実現するためには、広帯域で高い精度を持つ光が必要とされます。今回の研究では、10.1 dBという高スクイージングレベルを実現することに成功しました。

研究の背景と目的

光量子コンピュータは、大規模且つ高速な計算を可能にする新しいコンピュータの形態として注目されています。特に、光通信技術との親和性が高いため、今後の社会において重要な役割を果たすことが期待されています。この研究の目標は、より高精度な量子計算を可能にし、誤り耐性のある量子コンピュータの実現に向かって進めることです。

成果の詳細

研究グループは、導波路型光デバイスにおいて光パラメトリック増幅器を用い、広帯域でのスクイーズド光生成の実験を行いました。新たに開発した位相制御技術によって、10.1 dBの量子ノイズ圧縮を達成しました。これにより、量子計算の精度を飛躍的に向上させる基盤が整いました。

実験技術

- 周期分極反転ニオブ酸リチウム (PPLN) 導波路: 本研究では、光を効率的に処理するPPLN導波路を活用しました。これにより、導波路からのスクイーズド光の生成が最適化されました。
- 光位相制御技術: 従来の手法では、光の位相の同期精度が課題でしたが、新たな位相同期技術により、スクイーズド光の劣化を防ぎつつ、高精度な測定が可能になりました。