研究 (Research)
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量子情報・量子光学～量子コンピュータを繋ぐ量子インターネット～ (Quantum information and quantum optics – Quantum internet connecting quantum computers)
教授 山本 俊（基礎工学研究科 物質創成専攻）、助教 生田 力三（先導的学際研究機構 量子情報・量子生命研究センター） YAMAMOTO Takashi(Graduate School of Engineering Science), IKUTA Rikizo(Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives)
特徴・独自性
光子のような素粒子や原子などのミクロな粒子から、あらゆる自然の振舞いを最も精巧に記述するのが量子力学です。この量子力学で可能な究極のコンピュータが量子コンピュータ、究極の通信が量子通信、それらを融合させたネットワークが量子インターネットです。まさに、我々が現代物理学において実現しうる“究極の情報処理”です。サイエンスとしての量子情報科学はこの“究極の情報処理” を様々な角度から理解し、それによって、この世界をも極限まで理解しようとしています。エンジニアリングとしての量子情報処理は、この“究極の情報処理” を様々な物理を駆使して実現しようとしています。我々の研究室では、量子情報科学をベースに、様々な物理系の量子情報を光で繋いだ量子インターネットの研究を中心に行っています。例えば、真空中にトラップされた原子に量子状態を蓄積する量子メモリ、その量子状態を光子に写して、長距離に送信する量子通信システム[1,2]、それを効率的に中継する量子中継[3]、更に光子を大量に送信するための多重化技術[4]などです。
研究の先に見据えるビジョン
この量子インターネットは、セキュア通信を提供し、国民投票や首脳会談、金融取引、遺伝情報や生体情報のやり取りを可能にします。また、分散型量子計算やクラウド量子計算などの任意の量子コンピューティングを可能にし、原子時計の正確な同期等の量子センサーネットワークにも繋がります。量子サイバースペースと言うべきかもしれません。
担当研究者
教授 山本 俊（基礎工学研究科 物質創成専攻）、助教 生田 力三（先導的学際研究機構 量子情報・量子生命研究センター）
※本学ResOUのホームページ「究みのStoryZ」に、インタビュー記事が掲載されています。是非ご覧ください。
山本 俊
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/story/2020/specialite_002_2/
キーワード
量子情報／量子通信／量子暗号／量子インターネット／量子コンピュータ
応用分野
情報通信／原理的に安全なセキュリティ通信／物理的に究極な情報処理
参考URL
http://qi.mp.es.osaka-u.ac.jp/main/
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/feature/2020/specialite_002_2