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ダイヤ中の電子と光子の幾何学的な量子もつれの生成に成功横浜国立大学,科学技術振興機構

 横浜国立大学と科学技術振興機構の研究グループは,ダイヤモンド中の電子をゼロ磁場環境で制御することで,電子と自然放出される光子の幾何学的な量子もつれの生成に成功したと発表した。  同グループは,ダイヤモンド中の窒素空孔中心(NV中心)の電子がゼロ磁場で形成する幾何学的な自由度と,同様に幾何学的な性質をもつ光子の偏光の自由度が,自然放出によって量子もつれを形成することを実証した。これによって放出された光子を遠隔ダイヤモンド中の核子に量子テレポーテーションの原理で転写することで量子中継の鍵となる遠隔量子メモリー間の量子もつれを生成することが可能になる。この手法は,従来必須であった光子の時間,周波数,および空間の精密なモード整合を必要としないためノイズ耐性が高いことに加え,磁場を加えないため超伝導のような異種材料からなる量子デバイスとの互換性にも優れている。  本成果は,量子コンピューター,量子シミュレーター,および量子センサーを含む量子デバイスを量子的につなぐ通信基盤である量子インターネットの要素技術として新たな可能性を開くことが期待される。

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