カナダのカルガリー大学の研究者たちは、「ダークファイバー」ケーブルを通して光子(光の粒子)の状態を6キロメートルの距離までテレポートすることに成功しました。この成果は量子テレポーテーションにおける新記録であり、量子ネットワーク、そして最終的には量子インターネットの実現に一歩近づきました。
量子システムの台頭
過去数年間、量子コンピュータと量子ネットワークの研究が増加しており、より多くの研究者やテクノロジー企業が、これらのシステムを動作させ、研究室の外で使用できるようにする方法を解明することに近づいていると考えるようになった。
D-Wave社はより特化したタイプの量子コンピュータを発表し、数年ごとにアップグレードしています。最近では、IBM社とGoogle社が実用的な汎用量子コンピュータを発表しました。また、量子コンピュータが(より高価な材料ではなく)シリコン上に構築可能であることを示す研究もありました。NSA(米国国家安全保障局)でさえ、量子コンピュータが既存の暗号を解読する日は私たちが考えているよりも早く来ると警告し始めています。
量子ネットワークは、量子分野全体とは少し異なる研究分野ですが、それでもなお関連しています。もし情報をテレポートできれば、ネットワークを介して送信できる情報量と送信速度を飛躍的に向上させることができるかもしれません。
量子インターネットは、従来のインターネットが従来のコンピュータに有益であるのと同様に、量子コンピュータに有益となるでしょう。量子ネットワークは盗聴から通信を保護するのにも役立つ可能性がありますが、実際にどれほど効果的であるかはまだ議論の余地があります。
カルガリーの実験
カルガリー大学の研究者らが行った実験では、量子「エンタングルメント」が利用されており、そのプロセスは以下のように説明されている。
「量子もつれとは、もつれ合った対を形成する2つの光子が、2つの光子がどれだけ離れていてもリンクされた特性を持つことを意味します」と、カルガリー大学物理天文学部の教授でこのプロジェクトのリーダーであるヴォルフガング・ティッテル氏は説明した。「光子の1つが市役所に送られると、カルガリー大学に留まった光子と量子もつれしたままになりました。」大学にテレポートされた光子は、その後、カルガリーの3番目の場所で生成され、市役所にも移動し、そこで量子もつれ対の一部である光子と出会いました。「何が起こったかというと、光子の量子状態が、もつれ合った対の残りの光子、つまり6キロ離れた大学に留まった光子に、瞬間的かつ非物質的な形で転送されたのです」とティッテル氏は述べた。
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ティッテル氏のグループは、その過程でいくつかの大きな課題を克服しなければなりませんでした。主な問題の一つは、光子が市庁舎に到着した際に、外の気温がどのように変化するかという点でした。最終的に、2つの光子は10ピコ秒(1兆分の1秒、つまり100万分の1秒の100万分の1)以内の差で到着するように調整されました。
グローバル量子インターネットに向けて
ティッテル・グループの長期目標は、世界規模の量子インターネットの基礎となる構成要素を構築することです。カルガリー市は、「ダークファイバー」へのアクセスを提供することで、この目標達成を支援します。ダークファイバーとは、量子技術に干渉する電子機器や機器を一切含まない単一の光ケーブルであり、その構成からその名が付けられました。
カルガリー市のイノベーション・コラボレーション担当プロジェクトマネージャー、タイラー・アンドルシャック氏は、「市のダークファイバーインフラを民間・公共部門、非営利団体、そして学術機関に開放することで、量子暗号などのプロジェクト開発を支援し、カルガリーにおけるさらなる研究、イノベーション、そして経済成長の機会を創出します」と述べています。「大学は、当市の光ファイバーインフラの一部に安全にアクセスできるようになります。そして、当市は将来、研究室の研究から生成された安全な暗号鍵を活用して重要なインフラを保護することで、その恩恵を受けることができるでしょう。カルガリー市民に次世代サービスを提供するため、市は光ファイバーの敷設範囲を拡大し、市内のすべての建物、施設、資産を接続してきました」とアンドルシャック氏は付け加えました。
ルシアン・アルマスは、Tom's Hardware USの寄稿ライターです。ソフトウェア関連のニュースやプライバシーとセキュリティに関する問題を取り上げています。