NTTなど、長寿命の隠れた量子状態である"ダーク状態"のメカニズムを解明

NTTと国立情報学研究所(NII)、大阪大学は4月8日、超伝導磁束量子ビットとダイヤモンド量子メモリを組み合わせたハイブリッド系において、長い寿命を持つ隠れた量子状態である"ダーク状態"が発現するメカニズムを明らかにしたと発表した。

詳細は、英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。

量子ビットとは、量子コンピュータを構成する基本要素である。どのような系を用いて量子ビットを構成し、量子的な情報をどのように保持し、量子演算をいかに実行していくかについて、様々な方式が提唱されている。中でも、制御が可能で、長寿命な量子ビットを実現するために、2つの異なる系をハイブリッド化する研究が盛んに行われている。

研究チームでは、2011年に、高い制御性を持つため量子プロセッサとして使用可能な超伝導磁束量子ビットと、潜在的には長い寿命を持つと期待されるダイヤモンド量子メモリを組み合わせたハイブリッド系を実現した。しかし、ハイブリッド系にした際に、ダイヤモンド量子メモリの寿命が十分に延びておらず、その長寿命化が課題だった。原理的には、ダイヤモンド中の電子スピン密度を減らすことで寿命を延ばせることが知られている。