理化学研究所

加藤ナノ量子フォトニクス研究室

概要

加藤ナノ量子フォトニクス研究室 は理事長直下の研究室群である主任研究員研究室 のひとつです。また、量子オプトエレクトロニクス研究チーム として光量子工学研究領域 に参画しています。

加藤ナノ量子フォトニクス研究室

私たちの生活に必要不可欠となっている情報機器は、微細化されたトランジスターにより微小な領域で電子を操作する技術に支えられています。一方で、光子をチップ上で制御するための微細な光構造の進歩も著しいものがあります。当研究室では、ナノスケールにおいて電子デバイスと光子デバイスを融合して量子情報を処理するという夢の技術に向けて、単一のカーボンナノチューブを組み込んだデバイスを中心として、ナノ光デバイスを利用した基礎研究に取り組んでいます。ナノ材料の光物性やデバイスの動作にかかわる物理的理解を深め、また、新たな量子状態制御手法を開拓することで、光量子デバイスを組み込んだ光集積回路による量子情報通信技術への展望を開くことを目指しています。

光量子工学研究領域 量子オプトエレクトロニクス研究チーム

電子と光子の相互作用を巧みに利用するオプトエレクトロニクス技術は、太陽電池や発光ダイオードなど、私たちの社会で広く使われており、今も進歩が続いています。微小デバイス作製技術の発展に伴い、単一電子や単一光子による光電変換がもたらす技術革新も少しずつ現実味を帯びてきているのです。量子オプトエレクトロニクス研究チームでは、微細加工技術を駆使してナノ材料を組み込み、電子や光子の量子性を利用することで、従来の光デバイスとは異なる新しい機能を発現する素子の開発に挑んでいます。電子と光子の相互作用を量子力学的なレベルで制御し、電子スピンや光子統計を活用することで、光量子センサーや量子光源などの光量子デバイスの実現を目指しています。