大規模中性原子量子コンピュータ向けの多重量子光インターフェースを実現

• 大規模量子コンピュータの実現に向けた「多重量子光インターフェース」において、世界記録となる10サイトでの空間多重の検証に成功。
• これまで複数の中性原子量子コンピュータを接続する光多重化は数多重程度だったが、集積光導波路アレイを用いて、10多重の光子配送を実現し、100多重程度に拡張して接続できる可能性を示した。
• 複数の量子コンピュータを「量子もつれ」を使って接続する手法の大規模化に貢献したことで、今後、データセンター規模での誤り耐性型汎用量子コンピュータの実現が期待される。

大阪大学：研究全般を統括し実施。
NICT：超伝導ナノストリップ光子検出器の技術提供と素子作成プロセスの一部を実施。
浜松ホトニクス：超伝導ナノストリップ光子検出器システムの開発および提供。

多重量子光インターフェース 多重の量子ビットの状態を光で並列に読み出す量子インターフェース。ここでは、多重化された原子と光子の量子もつれを並列に読み出すための光学系と光導波路アレイを用いて、これを実現している。 元の記事へ

集積光導波路アレイ 光を特定の経路に閉じ込めて伝搬させる光導波路を複数配列した光導波路アレイを、高密度に集積化した光学素子。ここでは、ガラスウェハ内に光導波路アレイが形成され、各光導波路が光ファイバーと結合して、光子検出器に光子を配送している。 元の記事へ

量子もつれ 量子もつれした状態とは、二つの量子ビット（粒子や光子、超伝導回路などで構成される）のうちの一方の状態を観測した際に、もう片方がその量子ビットの状態と必ず逆の状態が現れるような強く相関した状態のことで、古典力学や古典電磁気学では説明できない状態。 元の記事へ

誤り耐性型汎用量子コンピュータ 量子コンピュータにおける誤りが十分に抑制されて、任意の規模の量子コンピュータが実装可能であり、任意の量子アルゴリズムが実装可能な量子コンピュータのこと。現在実装されている量子コンピュータは誤りの抑制が十分ではなく、可能なタスクが限られているので、誤り耐性型汎用量子コンピュータの実現が望まれている。一方、その実現が非常に困難なため、世界中で様々な研究開発が進められている。 元の記事へ

超伝導ナノストリップ光子検出器 超伝導ナノストリップ光子検出器は、光子入射による超伝導ナノストリップ（幅100ナノメートル以下）の抵抗変動を利用して光子を検出する。紫外から中赤外におよぶ広い波長領域にわたって感度を有しており、量子コンピュータ、量子ネットワークや量子センシングで広く用いられる。 元の記事へ

量子テレポーテーション 量子ビットの状態を古典的通信で送る方法のこと。リソースとして量子もつれを持つ量子ビット対を送信地点と受信地点に準備し、量子もつれ状態にある量子ビットの片割れと送りたい量子ビットの2量子ビットにベル測定を行う。古典通信によって測定結果を受信地点に知らせることで、受信地点の量子ビットを、送りたかった量子ビットの状態にすることができる。 元の記事へ