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Research News

世界で初めて単一電子を周囲の電子から孤立させて移送・検出する技術を開発

 

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工学系研究科・工学部
2011/10/31

現代の半導体素子は、主に電子の平均的な流れ、すなわち電流の情報に基づいて構成されています。一方、従来と桁違いの処理能力を持つ計算機などを可能にする次世代の技術として、電子の量子力学的な情報を用いる量子情報処理が注目されています。

各電子の量子力学的な情報は、多数の電子で形成される半導体素子に流れ込むことによって直ちに失われてしまいます。

そこで、量子ドットと呼ばれるナノ構造中に単一電子を閉じ込め、量子ドットの中で量子力学的な状態を制御する技術の開発に力が注がれてきました。

しかし、量子情報素子の拡張性を確保するためには、閉じ込められた電子の量子情報を半導体基板上で破壊することなく長距離に渡って伝送する技術の開発が不可欠です。

東京大学大学院工学系研究科の樽茶清悟教授らは、半導体基板上で単一電子を量子ドットから取り出し、周囲の電子から完全に孤立させたまま遠く離れた量子ドットへと移送する技術を開発しました。

この技術により、固体物理学者の長年の念願であった単一電子単位での干渉・散乱実験が可能になります。また、この技術を利用して半導体基板上で量子情報を長距離移送することにより、半導体量子情報素子に拡張性を与えることができます。

本研究はフランスのCNRSネール研究所、ジョセフ?フーリエ大学、ドイツのボフム大学との共同研究として行われました。

プレスリリース

論文情報

Sylvain Hermelin, Shintaro Takada, Michihisa Yamamoto, Seigo Tarucha, Andreas D. Wieck, Laurent Saminadayar, Christopher B?uerle?and Tristan Meunier,
“Electrons surfing on a sound wave as a platform for quantum optics with flying electrons,”
Nature 477 (2011): 435-438 doi: 10.1038/nature10416.
論文へのリンク

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大学院工学系研究科

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