　量子ドットを利用した量子通信への期待は高く、長距離量子情報通信の基盤となる量子中継器の開発が進められている。半導体量子ドット中の電子スピンは量子コンピュータの量子ビットで、光子は量子通信の量子ビットだ。量子通信では両量子間で量子情報を変換する必要があるが、現時点の変換効率は、1万回光子を照射して1回成功する程度と低く、実用化を妨げている。

　研究グループは、従来利用していた（001）面上GaAs量子ドットの代わりに、対称性の低い（110）面上のGaAs量子井戸構造を使用。重い正孔からの量子状態変換を可能にし、光子量子状態から電子スピン量子状態への変換を、理論上3倍高くできるとした。

　さらに、（110）面上に2重量子ドットを作製し、スピン依存ドット間電子トンネルによる電流を解析することで、量子インタフェースの設計に必要な、電子スピン状態を決定するg因子の決定にも成功した。

（110）面上に作製した2重量子ドットと電荷計の電子顕微鏡写真出所：大阪大学産業科学研究所

　今後、表面プラズモンアンテナやナノフォトニック構造と組み合わせ、変換効率を上げることで、量子中継基盤技術の開発が進むと期待される。

光子－電子スピン量子状態変換の模式図［クリックで拡大］出所：大阪大学産業科学研究所

左：（110）面上GaAs 2重量子ドットの2つのドット中の電子数が、ゲート電圧で1つずつ変化する様子を表す電荷状態安定図。右：2電子領域のスピン依存電流の磁場依存性出所：大阪大学産業科学研究所

⇒その他の「組み込み開発ニュース」の記事はこちら

富岳のプロセッサ活用で高速化、「世界最速級」の36量子ビットシミュレーター
富士通は2022年3月30日、「世界最速レベル」（同社）の量子計算が行える36量子ビットの量子シミュレーターを開発したことを発表した。同社が運用するスーパーコンピュータ「富岳」のプロセッサ「A64FX」の性能を生かしたものとなっている。
東芝が量子暗号通信システムの半導体チップ化に成功、工場などへの展開も視野に
東芝が、量子暗号通信システムについて、従来の光学部品による実装に替えて光集積回路化した「量子送信チップ」「量子受信チップ」「量子乱数発生チップ」を開発し、これらを実装した「チップベース量子暗号通信システム」の実証に成功。量子暗号通信を光集積回路ベースで実装したのは「世界初」（同社）だという。
日立がシリコン量子ビットの開発に向け前進、超伝導量子ビットを超えるか
日立製作所（以下、日立）が同社の量子コンピューティング技術について説明。古典コンピュータを用いてアニーリング型の量子コンピューティングを行う「CMOSアニーリング」は事業化の段階に入っている。米中で研究開発が進むゲート型についても、シリコン半導体技術をベースとする「シリコン量子ビット」の開発で一定の成果を得ているという。
その名も「kawasaki」、国内初のゲート型商用量子コンピュータが稼働
東京大学とIBMは、日本初導入となるゲート型商用量子コンピュータ「IBM Quantum System One」が稼働を開始したと発表。設置場所は「新川崎・創造のもりかわさき新産業創造センター」で、東京大学が設立した量子イノベーションイニシアティブ協議会に参加する慶應義塾大学や、日本IBMを含めた企業11社を中心に活用を進めることになる。
酸化ストレスを検出する量子センサーを開発
量子科学技術研究開発機構は、体内の酸化ストレス状態を可視化するため、強い蛍光を発する量子ドットとMRI造影剤を組み合わせた量子センサーを開発した。酸化状態と抗酸化状態の両方を捉える双方向センサーだ。
細胞毒性を抑えた量子ドットによる移植幹細胞のイメージングに成功
名古屋大学は、最先端技術を駆使した量子ドット「ZnS-ZAIS-COOH（ZZC）」を開発し、マウス生体内の移植幹細胞を高感度可視化（イメージング）することに成功。カドミウムなどの毒性成分を含まず、細胞毒性を100分の1程度まで低減した。