ロチェスター工科大学（RIT）とロチェスター大学の研究者たちは、両キャンパスを11マイルの光ファイバーで接続するロチェスター量子ネットワーク（RoQNET）という量子通信テストベッドの開発と実証に成功しました。このシステムは室温で単一光子を使用して情報を伝送し、既存の通信インフラを使用した拡張可能で安全な量子通信に向けた取り組みを前進させています。
RoQNETは、光ファイバー回線を介した分散量子もつれのプロトタイプとして機能します。チームは、もつれ合った光子を生成するための集積量子フォトニックチップと、固体ベースの量子メモリノードを使用しています。これらの技術は、様々な種類の量子ビットを長距離にわたって相互接続できる量子インターネットインフラの開発に不可欠とされています。研究チームは、ブルックヘブン国立研究所、ストーニーブルック大学、空軍研究研究所を含むニューヨーク州全域の主要施設との接続にRoQNETを拡張する計画です。
RITの博士課程学生ヴィジェイ・スンダラムが主導し、空軍研究研究所が支援するこの実験研究は、複雑なバルク光学量子実験をマイクロチップに小型化できることを実証することを目指しています。共同主任研究者のニコラス・ヴァミヴァカスは、実用的な量子ネットワークに向けた一歩として、RoQNETの集積光子源とメモリノードの独自の組み合わせの重要性を強調しました。
背景
量子通信において「量子もつれ」は、2つ以上の粒子が互いに深く結びつき、一方の状態変化が瞬時に他方に影響を与える現象です。これを利用することで、情報の伝送や処理において従来の手法とは異なる特性を実現できます。また、「単一光子」は光の最小単位である光子を一つだけ扱う技術であり、量子暗号などでは情報のセキュリティを高めるために不可欠な要素となります。
さらに、「量子メモリノード」は量子情報を一時的に保存・読み出しできる装置です。光ファイバーを通じて送信される光子の状態を保持し、ネットワーク内の他のノードと同期させる役割を果たします。これにより、離れた場所にある量子コンピュータやセンサーを相互に接続する「量子インターネット」の基盤構築が可能になると期待されています。これらの技術は、既存の通信インフラを活用しつつ、安全で拡張性の高い次世代ネットワークを実現するための重要な構成要素です。
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2025年5月6日
