レベル B2 – 中上級CEFR B2
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シカゴ大学の研究チームは、量子コンピューター同士を光ファイバーでこれまでよりはるかに長い距離で接続できる可能性を示しました。Nature Communications に掲載された Tian Zhong 助教らの論文は、理論上の到達距離を2,000km（1,243 miles）に拡張できると報告しています。もしコヒーレンスがさらに向上すれば、最大4,000kmのリンクも理論上可能だと示されています。
今回の進展はエルビウム原子の量子コヒーレンス時間の改善に由来します。Zhong とチームはコヒーレンスを0.1ミリ秒から10ミリ秒以上に高め、ある実験で最大24ミリ秒を観測しました。材料面では、従来のチョクラルスキ法の代わりに分子線エピタキシー（MBE）で希土類をドープした結晶を作製し、純度の高い材料が優れたコヒーレンス特性を示しました。
研究は UChicago PME の Shuolong Yang 助教との協力で進められ、外部の専門家もこの手法を拡張性がある道だと評価しています。次の実証段階では、別々の希釈冷凍機に入った二つのキュービットを1,000kmの巻き取りケーブルで結び、局所ネットワークと三台目の冷凍機で将来の長距離リンクを模擬する計画です。
- 雑多な方法ではなく既知材料の新しい加工法を使用
- コヒーレンス時間の大幅な改善が鍵
- 実験で1,000km巻き取りケーブルを試す予定
難しい単語
- 量子コンピューター — 量子の性質で計算する装置量子コンピューター同士
- 光ファイバー — 光で信号を伝える細いガラス線
- コヒーレンス — 量子状態が整って続く期間コヒーレンス時間
- 分子線エピタキシー — 薄い結晶を精密に成長させる方法分子線エピタキシー（MBE）
- チョクラルスキ法 — 従来の結晶成長のための製法
- 希土類 — 特定の金属元素のグループ
- 希釈冷凍機 — 極低温を作るための冷却装置
- キュービット — 量子計算で使う最小の情報単位
ヒント：記事中の強調表示された単語にマウスオーバー／フォーカス／タップすると、その場で簡単な意味が表示されます。
ディスカッション用の質問
- コヒーレンス時間の改善は長距離量子通信の実用化にどのように寄与すると考えますか。理由を述べてください。
- 分子線エピタキシーのような新しい材料加工法を使う利点と課題は何だと思いますか。
- 1,000kmの実験と、将来の理論上の4,000kmリンクの間にある主な技術的な違いは何だと予想しますか。
