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テラヘルツ光共振器と量子ドットを集積化した試料の概念図
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東京大学の黒山和幸助教、平川一彦教授、荒川泰彦特任教授、權晋寛特任准教授らは、「半導体量子ドット」と呼ばれる電子の個数が制御可能なナノ構造（ナノは１０億分の１）を導入し、数個の電子とテラヘルツ電磁波のハイブリッドな量子状態を生成、観測することに成功した。量子情報の伝送や、大規模な固体量子コンピューターなどへの応用が見込める。
研究チームは「スプリットリング共振器」と呼ぶテラヘルツ帯域（テラは１兆）に共鳴周波数を持つ半導体基板上に作製した光共振器と、ヒ化ガリウム製の半導体量子ドット中に閉じ込めた電子を強く相互作用させた。その結果、光と電子の両方の性質を持つハイブリッドな量子結合状態を生成できた。
ハイブリッドな量子状態を使えば、電子が持つ量子情報をテラヘルツ電磁波を介して遠方に運べる。半導体量子ドットを用いた量子コンピューターの大規模化のほか、高速な情報処理や高温超電導物質の探索、高機能な化学材料の開発につながると期待される。
日刊工業新聞 2024年02月22日
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