RESEARCH

単一フォトン、もつれフォトンペアを発生する量子ドット垂直微小共振器

フォトンを量子ビットとするフォトニック量子コンピューターは、長いコヒーレント時間を有し、次世代のコンピューターとしてスケーリングする量子コンピューターを実現する有望なアプローチです。また、フォトニクスをはじめとする量子コンピューターを大規模にスケーリングするには、量子状態を伝搬する量子インターコネクトが必要です。これらには、単一フォトンやもつれフォトンペアを発生するフォトン源が不可欠であり、その実現を目指して量子ドット垂直微小共振器を研究しています。世界でまだ実現されていない、通信波長帯で同一のフォトンを電流駆動によりオンデマンドで発生するフォトン源を追求します。

イオントラップ型量子コンピュータへ向けたフォトニックナノデバイス

外界とは隔絶された環境に少数のイオンを捕捉するイオントラップは理想的な量子系の一つに数えられ、量子コンピュータを実現する有力な候補です。近年では同系の小型化/大規模化を目指してイオンの操作に必要な光機能を集積光回路に組み込む検討が進んでいます。一方で、量子計算へ応用するためには、イオンへ照射する光の空間分布や偏光状態の制御といった高度な光機能を、集積光回路としては挑戦的な波長帯である可視～近紫外帯域で行う実現する必要があります。我々はトポロジカルフォトニクス等最新のナノフォトニック技術を駆使し、高度な量子操作が可能な集積光素子/回路の実現を目指します。

 

フォトニック・リザバーコンピューティングを実現するフォトニック・アクティブ共振器

IoTやセンサーなどが広く普及し、動的なデータを容易に大量に取得することができます。リザバーコンピューティングは、動的なデータを分析することで、起こりうる価値やリスクの予測を可能にします。CMOSではない物理系をリザバーのハードウェアとして活用することで、高いエネルギー効率、少ないデータで高速に学習し、動的なパターン認識を実現します。動的AIを実現するリザバーコンピューティングの発展には拡張性の高い汎用性のあるハードウェアが不可欠であり、その実現を目指してフォトニック・アクティブ共振器を研究しています。世界でまだ実現されていない、動的AIを実現するリザバーコンピューティングの汎用ハードウェアを追求します。