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现代の半导体素子は、主に电子の平均的な流れ、すなわち电流の情报に基づいて构成されています。一方、従来と桁违いの処理能力を持つ计算机などを可能にする次世代の技术として、电子の量子力学的な情报を用いる量子情报処理が注目されています。

各电子の量子力学的な情报は、多数の电子で形成される半导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构造中に単一电子を闭じ込め、量子ドットの中で量子力学的な状态を制御する技术の开発に力が注がれてきました。

しかし、量子情报素子の拡张性を确保するためには、闭じ込められた电子の量子情报を半导体基板上で破壊することなく长距离に渡って伝送する技术の开発が不可欠です。

东京大学大学院工学系研究科の樽茶清悟教授らは、半导体基板上で単一电子を量子ドットから取り出し、周囲の电子から完全に孤立させたまま远く离れた量子ドットへと移送する技术を开発しました。

この技术により、固体物理学者の长年の念愿であった単一电子単位での干渉?散乱実験が可能になります。また、この技术を利用して半导体基板上で量子情报を长距离移送することにより、半导体量子情报素子に拡张性を与えることができます。

本研究はフランスの颁狈搁厂ネール研究所、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。

论文情报

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.

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