ＮＴＴと産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、微細なメカニカル振動子を用いて、固体中の核磁気共鳴現象を制御することに世界で初めて成功したと発表した。
超高速の演算を可能とする量子コンピューターや、絶対的な安全性が期待される量子情報通信、あるいは超高感度の検出技術を提供する量子センサーなどの量子技術で、量子メモリーの重要性が注目されている。量子メモリーとは長い時間、量子状態を保持できる素子で、その候補の１つとして固体中の核スピンの利用が提案されている。
今回、微細なメカニカル振動子が引き起こすひずみにより、核磁気共鳴の周波数を素子単位で制御できることが実験的に示された。この技術により、集積素子で所望の量子メモリーの核スピンを個別に操作することが可能となり、固体素子による量子メモリを実現していく上で、重要な要素技術となることが期待される。
今回の成果は、ＮＴＴで素子作製・測定を行い、産総研で理論計算に基づいたデータ解析を行うことで得られた。メカニカル振動子は、トランジスターなどと同様に、半導体ナノ加工技術によって作製されるため、半導体チップへの組み込みが可能となる。
今後はこの技術を使い、複数の素子での核スピンの選択的制御を実現し、量子メモリーや量子センサーなどの集積化に向けたプラットフォームとしての活用を目指す。
なお、今回の成果は８月28日付の英国の科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」に掲載された。また同研究の一部は、日本学術振興会の科学研究費補助金である新学術領域研究「ハイブリッド量子科学」の一環として行われた。