常温かつ小型の量子コンピュータの実現に前進 - 東大、量子テレポーテーションの心臓部の1チップ化に成功

東京大学(東大) 大学院工学系研究科/ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構は2015年3月31日、量子コンピュータの実現に向け、装置の心臓部となる量子もつれの生成・検出部分を半導体技術などを用いて1チップ化することに成功したと発表した。

同成果は、同大大学院工学系研究科物理工学専攻の古澤明 教授(同ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構 教授兼務)、同大学院工学系研究科 博士2年の宮田一徳氏、NTT先端集積デバイス研究所らによるもの。詳細は3月30日付(英国時間)の英国科学雑誌「Nature Photonics」に掲載された。

古澤教授らは、量子コンピュータの実現に向け、2013年には光を用いて1万6000以上の量子もつれを生成し、量子もつれを用いて半導体のロジックゲート的に演算を可能とする「量子ロジックゲート」を構築、半導体プロセスではNANDゲートに相当する機能を有しており、多段にすることでどんな演算も可能であることを原理的に示していた。今回の成果は、以前の研究で用いた装置の小型化を目指したもの。これまでの実験系は1ゲートあたりで奥行4.2m、幅1.5mと巨大で、かつ光を反射させるミラーや集光させるレンズなどの光学素子が500個以上搭載されており、原理的にはどんな演算も可能であっても、複数の装置を配置して大規模演算を行う、というわけには簡単に行かなかった。