| 研究課題/領域番号 |
17K06396
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・電子機器
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| 研究機関 | 北海道大学 (2018-2019)
八戸工業大学 (2017) |
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研究代表者 |
小田島 聡 北海道大学, 電子科学研究所, 特任助教 (20518451)
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| 研究分担者 |
笹倉 弘理 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90374595)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 量子ドット / 単一光子 / 光量子デバイス / 半導体量子ドット / 金属埋め込み / 多チャンネル化 / 発光波長チューニング / 共鳴励起 / 長期安定性 / マイクロ・ナノデバイス / 半導体超微細化 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、量子暗号鍵配送技術に基づく量子情報通信を実験室段階から実際の通信網への応用へと昇華・発展させるため、既存の光ファイバー通信網への接続効率が高く且つ振動や温度変化など外乱に対し強固で恒久的利用が可能な単一光子源を実現することを目的としている。微細加工技術を駆使し、分子線エピタキシー法により成長された半導体量子ドット(QD)試料をナノスケールの柱状格子状に成形し、そのQD試料を光ファイバー端面に直接接続するタイプの単一光子発生源を開発した。柱状格子構造の最適化によりファイバー端面に接続するQD数を1～数個程度に制御し、数日間に及ぶ連続的・安定的な単一光子発生を実現するに至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在の情報通信における暗号通信方式は、解読に要する膨大な計算コストにより安全性が確保されているが、量子コンピュータに代表される新奇の計算技術・解読アルゴリズムの出現により必ずしも安全とは言い難い。これに対し量子暗号通信は、量子力学的な現象である観測による波束の収縮を用いるので、原理的にありとあらゆる盗聴が検知可能であり情報通信の恒久的な安全性を保証する。光子による量子暗号通信では純度の高い単一光子の生成が成功の鍵となるが、本研究では単一光子を高純度且つ長期間安定的に生成することに成功しており、量子情報通信の根幹をなす量子の安定的供給に大いに寄与する研究成果となっている。
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