• 研究

2016/9/14

マイクロ波単一光子の高効率検出に成功

東京医科歯科大学の越野和樹准教授、理化学研究所創発物性科学研究センター超伝導量子エレクトロニクス研究チームの猪股邦宏研究員、東京大学先端科学技術研究センター教授・中村泰信チームリーダーらの国際共同研究グループは、超伝導回路上に人工Λ（ラムダ）型原子を実装し、その特性を応用することで、マイクロ波単一光子の高効率検出を実現した。
グループは、超伝導量子ビットの一つである磁束型量子ビットとマイクロ波共振器がコンデンサを介して結合した実験系を作製し、量子ビットに適切な周波数・強度をもつ外部電磁波を照射して人工Λ型原子を実装。Λ型原子に共鳴する信号マイクロ波光子を入射し、誘起されるΛ型原子の状態遷移を検出することで、マイクロ波単一光子を高効率で検出することに成功した。
マイクロ波単一光子の検出効率は66±6％に達し、現在のところ世界で最も高い数値となっている。
この成果は、マイクロ波光子を用いた量子通信や量子情報処理、量子コンピュータへの応用が見込まれている。