非冷却で光ファイバーによる単一光子配信を可能にする技術(日本経済新聞)(牧英之准教授)  ― カーボンナノチューブを用いることで、室温・通信波長帯の非古典光発生に初めて成功 ―

関連リンク

・ 研究内容の紹介

・ 日本経済新聞

パソコンで「究極の暗号」、慶大が要素技術開発

・ Applied Physics Letters

○ ポイント

・ 原理上絶対的安全性を持つ量子暗号通信など新たな量子情報通信技術を広く実用化するためには、室温かつ光ファイバーの通信波長帯で動作する単一光子光源が不可欠

・ 現在単一光子源として用いられている化合物半導体量子ドットやダイヤモンド中欠陥(NV中心)では、室温かつ通信波長帯の単一光子源実現は困難であり、新材料による単一光子源開発が望まれている

・ カーボンナノチューブを用いることで、単一光子発生で見られるアンチバンチング挙動を室温・通信波長帯で観測することに世界で初めて成功した

・ 非冷却での光ファイバー単一光子の配信が可能となり、量子情報通信技術の普及を推進すると期待される

○ 要旨

慶應義塾大学理工学部物理情報工学科の牧英之准教授らは、直径約1nmの微細な一次元物質である単層カーボンナノチューブを用いて、室温かつ通信波長帯でのアンチバンチング観測に世界で初めて成功しました。 アンチバンチングは、量子情報通信で用いられる単一光子発生で観測される量子的な挙動であり、化合物半導体量子ドットやダイヤモンド中欠陥(NV中心)などで観測されていますが、量子情報通信での実用化で必要とされる室温かつ通信波長帯で観測された例はありません。今回、新たな材料系としてカーボンナノチューブを利用することで、室温かつ通信波長帯でのアンチバンチング挙動が得られることを初めて明らかにしました。これにより、カーボンナノチューブを用いることで光ファイバーでの単一光子配信が非冷却で可能となり、単一光子を用いた量子情報通信技術の普及を推進することが期待されます。本研究成果は、米国物理学協会の速報誌 Applied Physics Lettersオンライン版で公開されました。