量子インターネット

2022.08.30 By 横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 堀切 智之

物理学

研究概要

量子技術を駆使し、新しい光源や光と物質間の量子状態変換デバイスなどの技術開発を行っています。特に長距離量子通信に用いることができる超狭線幅光子源や、通信波長と可視光を結ぶ波長変換など。また狭線幅量子光源と高効率結合する固体量子メモリーの開発も行っています。

アドバンテージ

光と物質の量子状態をフル活用した量子通信システムには、各要素(光源、物質メモリー、それらを結ぶインターフェース技術となる波長変換技術など)全ての技術を保有していることがアドバンテージになります。これまで世界の研究者の多くは、各要素に特化した研究を行ってきましたが、それでは量子通信長距離化など社会実装を目指す際に、システムとして統合することができません。私の研究室では、長距離量子通信用中継技術に必要な技術を揃えて開発している世界的に見ても珍しい研究室です。

事例紹介

長距離量子通信に必要な下記要素技術を1システムで実証:

1.団体量子メモリー(半導体InAs量子ドット)からの電子スピンー光量子のもつれの生成。

2.量子波長変換技術:従来より3桁ノイズ低減し、内部変換効率0.9での極限通信波長変換実証。

3.長距離伝送に有利な時間ピン化の実証。

4.長距離用中継器にに必須の独立2光源からの光子高干渉性実証。

相談に応じられるテーマ

量子情報

量子通信

量子暗号

量子インターネット

フォトニクス

主な所属学会

日本物理学会

応用物理学会

主な論文

Two-photon comb with wavelength conversion and 20-km distribution for quantum communication, Communications Physyics 3, 138 (2020).

 

T.Horikiri, M.Yamaguchi, K.Kamide, Y.Matsuo, T.Byrnes,N.Ishida, A.Loffler, S.Holing, Y.Shikano, T.Ogawa, A.Forchel and Y.Yamamoto, “High-energy side-peak emission of exciton-polariton condensates in high density regimes”, Scientific Reports 6, 25655 (2016)

 

L.Yu, c.M.NataraJan, T.Horikiri, c.Langrock, J.S.Pelc,M.G.Tanner, E.Abe, S.Maier, C.Schneider, S.Hofling, M.Kamp,R.H .Had field, M.M.Fejer, and Y.Yamamoto,,Two – photon interference at telecom wavelengths for time-bin-encoded single photons from quantum-dot spin qubits, Nature Communications 6, 8955 (2015)

主な特許

特許第6950936「長距離量子通信用量子もつれ光源」

特許第6882773号「量子通信システム」

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特許情報

特許第6950936「長距離量子通信用量子もつれ光源」

JPB 006950936-000000

特許第6882773号「量子通信システム」

JPB 006882773-000000