プロジェクト紹介
目標6 研究開発プロジェクト（2020年度採択）量子計算網構築のための量子インターフェース開発
プロジェクトマネージャー(PM)小坂 英男横浜国立大学 量子情報研究センター センター長／大学院工学研究院・先端科学高等研究院 教授
概要
本プロジェクトでは、誤り耐性をもつ大規模な分散型量子コンピュータの実現に向け、量子コンピュータと量子通信の統合システムの開発を目指します。このため、超伝導量子コンピュータチップを光ファイバー量子通信で接続する量子インターフェースを開発します（図１）。量子インターフェースを極低温環境下で動作させるには、従来よりも10桁以上低いパワーのポンプ光で駆動する必要があります。超伝導量子ビットから出力されるマイクロ波帯の光子と光ファイバーから出力される光学帯の光子を媒介するための量子メモリと、相互作用を増強するためのナノ構造のオプトメカニカル（フォトニック（光）+フォノニック（音））結晶共振器をコア技術とし、ダイヤモンド成長、ダイヤモンドナノ加工から3次元実装まで一貫して開発します（図２）。
図１．量子コンピュータ間の光ファイバー量子通信
図２．超伝導－光量子インターフェースのコア技術
2030年までのマイルストーン
ナノ構造の光/音共振器とダイヤモンド色中心をハイブリッド実装することで変換効率を飛躍的に向上するハイブリッド量子インターフェースと大容量量子バスの実現により、大規模な誤り耐性型汎用量子コンピュータネットワークの共通基盤技術を確立します。
2025年までのマイルストーン
誤り訂正に必要な規模まで量子ビット数の拡張が可能であること示すため、ハイブリッド量子インターフェースを用いた量子コンピュータ間の量子通信による接続の基盤技術を確立します（図１）。
研究開発項目（クリックすると、それぞれの成果概要ページに遷移します）
課題推進者
| 研究開発項目[1][3] | 小坂 英男 | 横浜国立大学 先端科学高等研究院 量子情報研究センター センター長／教授 |
|---|---|---|
| 研究開発項目[1] | 加藤 宙光 | 産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センター 上級主任研究員 |
| 研究開発項目[1] | 寺地 徳之 | 物質・材料研究機構 電子・光機能材料研究センター グループリーダー |
| 研究開発項目[1] | 小野田 忍 | 量子科学技術研究開発機構 高崎量子技術基盤研究所 上席研究員 |
| 研究開発項目[2] | 岩本 敏 | 東京大学 生産技術研究所 教授 |
| 研究開発項目[2] | 馬場 俊彦 | 横浜国立大学 先端科学高等研究院 教授 |
| 研究開発項目[2] | 野村 政宏 | 東京大学 生産技術研究所 教授 |
| 研究開発項目[3] | 吉川 信行 | 横浜国立大学 先端科学高等研究院 教授 |
| 研究開発項目[3] | 越野 和樹 | 東京科学大学 リベラルアーツ研究教育院 准教授 |
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- プロジェクト概要（462KB）