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2005.10.06

光子の閉じ込めと呼び出しに成功

WiredNEWSより「「光の保存」に成功、量子コンピューター実現に向け前進

オーストラリアの物理学者チームが、光を結晶の中に一時「止めておく」ことに成功した。この成果は、量子コンピューターの開発に役立つ可能性がある。オーストラリアのキャンベラにあるオーストラリア国立大学の研究チームは、特殊な結晶の中にレーザー光のパルスを1秒以上捕獲することに成功した。秒速30万キロメートルの光を秒速わずか数百メートルにまで遅くしたことになる。
光の閉じこめ量子通信や量子コンピュータなど量子情報を用いた研究がさかんに行われています。特に量子コンピュータには多くの注目が集まっています。

量子重ね合わせを用いた量子コンピュータは、複数の値を一度に表現できるため従来型のコンピュータの性能をはるかに上回ることが期待されています。

ただ量子コンピュータを実現するには量子メモリの開発が欠かせません。

研究チームは結晶の中にレーザー光のパルスを1秒以上閉じこめるとともに、保存した光を再び呼び出すことに成功しました。

チームは光を遅くするために、プラセオジムという希土類元素を添加したケイ酸塩の結晶を使用しました。この結晶に照射されたレーザー光のパルスは、通常は吸収され通過することはありません。ところが、第2のレーザーを加えると結晶が透明になり、最初のレーザー光が通過するようになったとのこと。第2のレーザーを遮断すると、第1の光パルスが捕獲され、光を保存することができました。そして第2のレーザーを再び結晶に当てると、捕獲されていた光パルスが解放されました。

ラフラム所長は、量子技術がまだごく初期の段階にあることを認めながらも、オーストラリア国立大学による量子メモリ実験の成功を「画期的な出来事」と表現し、将来に向けた着実な進歩を夢に描いている。
量子コンピュータの実現にはまだ20年近い年月はかかると思いますが。

<参考>「電子2個でハイトラ-ロンドン状態の作成に成功−量子コンピュータに近づいたのか?」・「量子テレポーテーションで原子をおくる

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