量子情報:北海道大学大学院情報科学研究科情報エレクトロニクス専攻先端エレクトロニクス講座

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量子情報:北海道大学大学院情報科学研究科情報エレクトロニクス専攻先端エレクトロニクス講座

量子情報

 量子情報技術は量子力学の原理を情報理論と組み合わせることによって,これまでのビットを基本にした情報処理では不可能な計算や無条件に安全な暗号システムを実現しようとするものです.さらに,量子情報技術はこれら量子暗号・量子計算といった良く知られたものだけでなく,従来の情報処理システムの高感度化,高精度化に役立つものと考えています.

私たちはこのような量子情報システムを量子光学(+光物性)のセンスと量子エレクトロニクスの技術で現実のものとしようとしています.
 やっていることは光と量子情報ですが,他の分野とも関係しています.例えば,量子情報処理のための光デバイスの研究は全光ネットワーク技術とも関連します.量子情報処理では光子というごく弱い光を使うため,狭い領域に光を閉じ込めて電子と強く結合させる必要があります.この技術はナノフォトニクスとも通じ,全光制御デバイスにも適用できます.

得意な分野から入って、
自分の能力を生かせる!

数学
物性
物理
光学
エレクトロニクス
電子回路

 通信や計算とは本当のところ何をしているのか?何が必要なのか?性能の限界を決めているものは何か?そういった根本的な問いが新しい解決法を導き出すかも知れません。原理的な意味を考えるとき,極限的な場合や単純化された場合を考えるのは有益なことです.量子はまさに極限であり,複雑なアルゴリズムやデバイス構造に隠される前の姿で計算の原理が現れてきます。

 習った知識である量子力学や情報理論を量子情報という観点からもう一度見直すことで新しい光景が開け,新しい意味を味わえるようになることも期待できます。さらに,量子情報は量子力学・情報理論と実現方法である量子エレクトロニクスやナノエレクトロニクスがクロスオーバーしているところです.演算操作の量子力学的な状態とその操作をどのように行うか,もともと難しいことなので理論で提案されたことをただ実現するというアプローチではできそうにありません.できそうなことをどのように使うかといった,アルゴリズムの側と実装する側の対話で新しい概念を生み出していくことになります.そういったダイナミズムもまた面白いところです.

Akihisa Tomita
教 授
富田 章久
Akihisa Tomita
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