初めて2つの量子ドット間で情報が「転送」され、超安全な通信ネットワークへの道が開かれた。

ドイツの科学者たちは、量子ドットからの光子間の情報転送において重要な成果を達成し、極めて安全な量子ネットワークの実現に一歩近づいた。

ドイツの研究者らが量子インターネットに向けた大きな一歩を踏み出した - イラスト写真：news.ucsb.edu

ドイツの科学者たちは、2つの異なる量子ドットから放出された光子間で情報を転送することに初めて成功し、未来の超高セキュリティ通信ネットワークである量子インターネットの実現に向けて大きな一歩を踏み出しました。この成果はNature Communications誌に掲載されました。

量子ドットは半導体材料中の微小な構造で、個々の光子を放出します。量子通信では、各光子が「量子ビット」（例えば光の偏光方向）を担います。量子ドットの特徴は、もし「盗聴」されたとしても、光子が即座に痕跡を残し、システムが干渉を検出するのに役立つことです。

しかし、量子情報を「テレポート」するには、光子の色と放出時間がほぼ同一でなければなりません。これは非常に困難であり、特に光子が異なる発生源から生成された場合はなおさらです。

シュトゥットガルト大学の研究チームは、ほぼ同一の半導体光子源を2つ作製し、周波数変換器を用いて微小な差異を補正することでこの問題を解決しました。一方の光源は単一光子を生成し、もう一方の光源は「エンタングルメント」された光子対を生成しました。つまり、2つの光子は離れているにもかかわらず、同じ状態を共有していたのです。

この実験では、単一の光子が量子もつれ対の光子と出会うと、その状態が遠く離れたもう一方の光子に瞬時に転送されます。これは量子テレポーテーションと呼ばれる現象です。2つの実験地点は、長さ10メートルの光ファイバーケーブルで接続されています。

研究チームによると、成功率は70%を超えており、今後はさらに長距離の伝送を目指しているという。量子ドットのもつれは、シュトゥットガルトの光ファイバーネットワークを通じて36km伝送されている。

この成果は、量子信号を長距離伝送できる装置である量子中継器の実現に向けた重要な一歩です。現在のインターネットとは異なり、量子信号は増幅も複製もできないため、量子中継器だけがセキュリティを損なうことなく情報を「更新」することができます。

このプロジェクトは、40以上の研究機関と企業が参加するドイツの国家プログラム「Quantenrepeater.net」の一環です。科学者たちは、このような基礎実験が将来の真の量子ネットワークへの道を開くことを期待しています。

VNA

出典: https://tuoitre.vn/lan-dau-dich-chuyen-thong-tin-giua-hai-cham-luong-tu-mo-duong-den-mang-truyen-thong-sieu-an-toan-20251130092845513.htm