UMass AmherstとUCSB、小型量子システム向けフォトニックチップ技術を実証

マサチューセッツ大学アマースト校（UMass Amherst）とカリフォルニア大学サンタバーバラ校（UCSB）の研究者たちは、部屋サイズのレーザーや光学部品を小型化されたフォトニックチップに置き換える統合型「システムオンチップ」技術を実証しました。ロバート・ニッフェネッガー助教授とダニエル・ブルメンソール教授が率いるこのチームは、トラップドイオン技術を利用して、チップスケールデバイス上で量子ビットとクロック操作を実行しました。この成果は、量子ハードウェアを部屋サイズの設置からトランプの箱程度の携帯可能なサイズに小型化するための重要な一歩となります。

技術的なブレークスルーは、Nature Communications誌に掲載され、かさばる振動隔離された真空チャンバーと超安定光学共振器によって引き起こされるスケーラビリティのボトルネックに対処しています。研究者たちは、従来の巨大な隔離システムに頼るのではなく、フォトニック技術を使用してレーザーのドリフトを能動的に補償する方法を開発しました。このアプローチにより、量子コンピューティングに必要な高忠実度の量子ビット状態準備と測定が達成され、同時にハードウェアは高真空環境外でも動作できるほど堅牢になりました。