大阪大学(阪大)、浜松ホトニクス、情報通信研究機構(NICT)の3者は9月16日、最大12チャンネルの「超伝導ナノワイア単一光子検出器」(SNSPD)システムを試作してフィールド実証を行い、国産化への道筋をつけたことを発表した。
同成果は、阪大大学院 基礎工学研究科 物質創成専攻 物性物理工学領域の林祥吾大学院生、同・村上翔一大学院生、NICT 未来ICT研究所 神戸フロンティア研究センター 超伝導ICT研究室の知名史博研究員、同・三木茂人主任研究員、同・寺井弘高、同・小玉剛史協力研究員、阪大大学院 基礎工学研究科 物質創成専攻 物性物理工学領域の小林俊輝助教(阪大量子情報・量子生命研究センター兼任)、同・生田力三講師、同・山本俊教授、浜松ホトニクスの共同研究チームによるもの。詳細は、9月20日から23日まで開催予定の「第83回応用物理学会秋季学術講演会」において発表される予定だという。
現在、小規模な量子コンピュータは実現されているものの、それらは誤りがまだ十分に抑制されていない。誤り耐性が搭載されて、任意の規模の量子コンピュータが実装可能となるとされており、そうした量子コンピュータは「誤り耐性型汎用量子コンピュータ」と呼ばれている。日本においては、誤り耐性型汎用量子コンピュータは、2050年の実現を目座して内閣府のムーンショット型研究開発事業目標の6番目として開発が進められている。
誤り耐性型汎用量子コンピュータの実現に向けては、現在のスーパーコンピュータのように、システムを1つ1つのモジュールに分割して、それらをネットワーク状に接続してネットワーク型量子コンピュータとすることが重要と考えられている。
ネットワーク化には量子コンピュータから光子を飛ばして量子情報を運び、量子テレポーテーションを使って量子コンピュータに量子情報の転送が行われる。この量子テレポーテーションのために、高効率、ノイズが少ない低暗計数かつ多チャンネルの超伝導光子検出器が必要となる。このようなハイエンドな超伝導光子検出器は世界的に開発競争が行われており、いくつかの海外のスタートアップがすでに製品化している。国内においては、NICTが中心となって約20年間にわたる研究開発を行ってきているという。
今回、ムーンショット目標6のプロジェクトにおいて、最大12チャンネルの超伝導ナノワイア単一光子検出素子を実装可能なSNSPDシステムを、NICTの協力を得た浜松ホトニクスが開発することにしたという。
