横浜国立大学、世界初！光子から炭素へ量子テレポーテーション転写成功

科学

横浜国立大学の研究グループは、世界で初めて、情報を漏えいさせることなく、光子からダイヤモンド中の炭素同位体へ量子状態を転写することに成功した。

光子とは、光線中に含まれるものでエネルギーと運動量を運ぶものである。

量子とは、とても小さな物質やエネルギーの単位のことである。

量子テレポーテーションとは、離れた場所に量子状態を転送することである。一般的に言われる「テレポーテーション」ではない。

本研究の量子テレポーテーション転写の手法は３ステップから構成される。

①電子(e)と炭素(¹³Ｃ)の間の「もつれ」を生成（下段）

②電子(e)と光子(p)の間の「もつれ」を測定（中断）

③光子の量子状態が消え、炭素に現れる（上段）

電子を媒介とし、電子と光子の「もつれ」だけを測定する。量子状態を破壊せずに転写でき、「もつれ」の測定結果が漏れたとしても、そこから量子状態を特定することはできない。

理論上、情報漏えいは起きない。

量子メモリーとして炭素を活用したことも大きな成果だ。

同位体制御技術により、必要に応じて量子メモリー数を増やせる。

情報通信は常に、盗聴や情報漏えいなどの危険にさらされている。

その対策として、近年、盗聴できない量子暗号通信の開発が進んでいる。今回の量子テレポーテーション転写もその一つだ。

しかし、現状の技術では量子暗号通信ができる距離は１００ｋｍ程度が限界である。実用化させるためには量子中継器の開発が必要不可欠であるが、今まではメドが立っていなかった。

だが！

今回の成果により道が開けた。

研究を進めれば、ネットを使用する際の安全性を格段に向上させる事も可能となる。