【導入例】ウィーン大学 Philip Walther教授の研究グループへの貢献

Walther教授のグループは、光量子技術研究で著名な研究チームです。Sparrow Quantum社の高品質な単一光子源は、量子科学の基礎研究、実験的研究、さらに量子情報処理応用のための高度な光量子技術の開発に有用であるとして、Waltherグループの研究に採用されています。Sparrow Quantum の主力製品は、決定論的な単一光子源の統合型フォトニックチップです。このチップは、波長範囲 920～980nm で、コヒーレント性の高い単一光子を放出します。
 
“Demonstrating industry-leading specs in Vienna” customer story
 

設置後すぐに高い性能を発揮

Sparrow Quantum社の単一光子源チップは、業界をリードする仕様を提供します。Waltherグループの研究室に設置された単一光子源は、2日間の納品作業の直後に全ての仕様を満たし、以下のような性能を提供しました。
 

• 光子の識別不能性：> 95%
• 純度, g⁽²⁾(0)：< 2%
• シングルモードへの光子効率（輝度）：> 31%
• 検出器上の光子計数率：> 20M cts/s（80MHz パルスレーザー使用。セットアップ全効率 26.5%）

 
Sparrow Quantum社 単一光子源の高いパフォーマンスにより、グループの研究効率は大幅に向上しました。本光子源は、48時間の納品作業完了からすぐに、複雑な量子現象をより簡単かつ正確に調査するために使用されています。Waltherグループ 上級研究員の Juan Loredo 博士は、次のようにコメントしています。
「Sparrow Quantumの光子源を採用したことで、固体光子源に固有のエラーを効果的に除去する多光子実験を、設置後短時間で実装することができました。これによって、量子フォトニック実験の成果を、より高い品質と忠実度で社会に実装するための新しい方法を提供できると思います。」
 
研究グループはまた、セットアップの最適化は完了していないため、さらなるパフォーマンスの向上が容易に達成できると期待しています。
 

独自デザインによる多面的メリット

Sparrow Quantum社の単一光子源は、その独自デザインにより、Waltherグループの高い仕様を満たすだけでなく、以下のようなさらなる重要な利点をもたらしました。
 

• 空間フィルタリング：平面的設計により、ポンプレーザーの空間フィルタリングが可能になり、光学的アライメントが簡素化できます。
• 高い安定性：量子ドットは数か月間の動作後も安定状態を保持できますので、頻繁に光学的な再調整をする必要がありません。
• 堅牢性：熱サイクル後も再調整は最小限に抑えられ、一貫したパフォーマンスが得られます。

 
研究グループは、フォトニック結晶全体で調整可能な電場を安定的に維持する、量子ドットのノイズ耐性を高く評価しました。これは、熱サイクル後の連続的な量子ドット活性化のため、波長調整を必要とする、他社の単一光子源とは明らかに対照的です。
「Sparrow Quantum社の技術は、私の期待以上でした。必要なパラメータがすぐに利用できること、卓越した安定性、比類のない結果の再現性は、私たちの研究に大きな影響を与えました。量子テクノロジー分野に携わるすべての人に、心から同社の製品をお勧めします。」Juan Loredo博士（Waltherグループ 上級研究員）
 

専門家による洞察と推奨

Waltherグループは、量子研究分野における豊富な経験に基づき、Sparrow Quantum社の単一光子源を強く推奨しています。彼らは、その使いやすさ、卓越したパフォーマンス、そして独自デザインによる利点を強調しています。また Sparrow Quantum社が提供する優れたサポートとカスタマーケアにも言及しています。
Sparrow Quantum は、Waltherグループによって共有されたこの貴重な洞察と経験に深く感謝すると共に、同グループとの今後のコラボレーションと、Sparrow Quantumの技術による彼らの実験成果を非常に期待しています。
 
“Demonstrating industry-leading specs in Vienna” customer story
 

光量子コンピュータ

統合型量子フォトニクス

電子マイクロチップがコンピュータの世界を変えたように、統合型量子フォトニクス・プラットフォームがスケーラブルな量子ソリューションとしての応用を実現すると考えられています。Sparrow Quantum社 単一光子源チップの90%を超える高い効率は、特に大きな強みであり、周波数シフトを用いて通信波長帯に変換することも可能です。
 
The rise of integrated quantum photonics
 

多光子アプリケーション

量子計算プロトコルのベースには、多光子の相互作用があります。情報処理には、N個の異なるポートで同時に使用できる単一光子の大規模なアレイが必要です。Sparrow Quantum社の単一光子源で生成される単一光子をさまざまな空間モードにアクティブに逆多重化することで、このようなシステムを実現できます。このスキームは、ボソンサンプリングの実装で大きな成功を収めています。
Sparrow Quantum社の単一光子源1台で、50個を超える識別不能な光子ストリームにオンデマンドで自由にアクセスできます。
 
Efficient demultiplexed single-photon source with a quantum dot coupled to a nanophotonic waveguide
High-efficiency multiphoton boson sampling
 

安全な量子通信

量子暗号通信

通信転送の安全性は、双方が暗号キーを共有できるかに依存します。フライング量子ビット（単一光子）に情報を保存することで、通信者間で量子暗号キーを通信できます。この量子チャネルは、量子力学の法則によって確実に保護されます。
 

量子インターネット

巨大な量子インターネットが、さまざまな量子ハードウェアに依存しています。このようなシステムでは、測定および検出用のデバイスがサードパーティによって提供されたり、ユーザー間で共有されたりすることがあります。量子チャネルは物理法則によって保護されますが、デバイスはそうではありません。そこで問題となるのは各サプライヤを信頼できるかどうかです。
幸いなことに、これも量子物理学によって保護可能です。量子暗号通信技術があらゆる抜け穴を防ぎ、いわゆるデバイスに依存しない量子暗号通信技術による究極のセキュリティ形態が実現されます。
 

次世代量子暗号の実現

デバイスに依存しない量子暗号通信は、使用するデバイスの信頼性が低くても暗号キーを配布できる技術です。これは抜け穴のない安全な量子暗号通信の可能性の一つです。そして、この技術に必要とされる構成要素が、識別が不能な高度な単一光子であるでしょう。