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NICTと阪大、トラップイオンからの単一光子を光ファイバーで10km配送することに成功

発表日:2018年5月23日

世界初!トラップイオンを使った長距離光子配送を達成

‐長距離量子情報通信に新しい可能性‐

■研究成果のポイント

・新開発した波長変換器により、トラップイオンからの単一光子を光ファイバーで10km配送することに成功

・これまではトラップイオンは光ファイバー通信波長と適合せず、光子損失が非常に大きく長距離通信できないことが課題だったが、波長変換により光子損失を大幅に低減

・長距離セキュリティ通信を含めた量子情報通信へのトラップイオンの利用に期待

■概要

※図は添付の関連資料を参照

大阪大学大学院基礎工学研究科の山本俊准教授および生田力三助教らの研究グループは、大阪大学 井元信之名誉教授、NICT量子ICT先端開発センター 早坂和弘研究マネージャーおよび英サセックス大学のマティアス・ケラー教授らと共にトラップされた単一イオンからの光子を光ファイバーで長距離に送信することに世界で初めて成功しました。

強力な計算機からの攻撃に対しても解読されることのないセキュリティ通信を提供する量子暗号は、光子の損失による通信距離の限界が課題となっていました。この損失を軽減し、効率的な長距離通信を行うには、光ファイバー通信網に量子力学的な情報処理を行う量子中継器を設置する必要があります。トラップイオンはこの量子中継を担うことができる演算装置の候補ですが、光子でアクセス可能な光の波長が光ファイバー通信に適合しないため、長距離量子情報通信での利用が困難でした。

本研究グループは、単一イオンからの単一光子を、新しく開発した波長変換器によって光ファイバー通信波長に変換することで、効率的に単一光子を長距離光ファイバーで送信できることを明らかにしました。

この波長変換器を利用することで、単一イオンを利用した長距離量子ネットワークの実現に向けた量子メモリや量子中継器の開発に役立つことが期待されます。

本研究成果は、2018年5月15日(火)に米国科学誌「Physical Review Letters」( http://www.nict.go.jp/press/2018/05/23-1.html#%E8%AB%96%E6%96%87)(オンライン)に掲載されました。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0480492_01.png

添付リリース

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0480492_03.pdf

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