青木研究室

About研究室について

光の量子性を、実験室で確かめる。

青木研究室は、物理学としての量子光学と、応用物理学としてのナノフォトニクスデバイスの開発を融合させた研究室です。
中心にあるのは、光共振器に閉じこめた光と、それと相互作用する原子からなる共振器QEDの研究です。
光の波長より細い光ファイバー（ナノファイバー）を使った共振器を独自に開発し、レーザーで冷やして捕まえた原子を結合させています。
量子状態を極限まで生成・測定・操作する技術を開拓し、量子情報や量子計測への応用をめざしています。

Research研究テーマ

光共振器に閉じこめられた光と原子からなる共振器QED系を、実験の中心にすえています。光共振器の閉じこめ性能が高いほど光と物質の量子性がはっきり現れるため、独自の共振器を開発して量子状態を自在に扱う技術を追求しています。

※イメージ画像

ナノファイバー共振器QED系↗

ナノファイバーは表面近くにしみ出す光の振幅が大きく、その導波モードを単一の原子と高効率にやりとりさせられます。透過率の高いナノファイバーとファイバーブラッグ格子を組み合わせた共振器を開発し、レーザーで冷やして捕まえた原子を結合させています。

※イメージ画像

ナノファイバー方式の量子計算↗

この共振器では、一つひとつの原子と共振器の結合を強く保ったまま、多数の原子をファイバーの軸方向に一列に並べられます。各原子に個別にレーザーを当てて量子状態を操作・測定することで、多量子ビットの量子コンピューターをめざしています。

※イメージ画像

分散型量子コンピューター↗

複数の共振器QED系を光ファイバーだけで低損失につないだ「結合共振器QED系」を実現しました。これをユニットとして多数つなげば、ユニットの制約に縛られずに量子ビット数を広げられ、長距離の量子通信ネットワークにもつながります。

Voices先輩の声

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