独立行政法人情报通信研究机构（NICT）与国立大学法人电气通信大学（http://www.uec.ac.jp/）成功地共同开发了提高光通信波段内量子纠结光子对生成效率的高难技术。量子纠结光子对是一种将绝不可破密码和超高速计算等以往信息通信技术所无法实现的技术变成可能的一种不可或缺的光源。本次的研究开发成果，使得仅用市面廉价的光通信设备便构建量子信息通信系统成为了可能，因此可以说它是一项加速了技术实用化的研究开发，值得予以期待。

该成果于英国时间12月19日上午正式被刊登于英国科学杂志《Scientific Reports》（Nature Publishing Group）。

【背景】
“量子纠结光子对”由于可以在分隔于两处的信号间形成强大的联系，因此以往激光所无法实现的安全通信（量子密码）和高速计算（量子计算）以及高精度光测量等都可以通过“量子纠结光子对”来得以完成。然而，量子纠结光源由于需要特殊结晶和驱动用激光来完成，因此“量子纠结光子对”的高速生成及检测并不是一件容易的事情。目前，全世界都在进行它的高速生成开发研究，此前也曾有通过提高驱动用激光强度来提高其生成速度的尝试，然而由于其噪音也同时加大，因此量子密码通信的性能便会引起恶化。同时，迄今为止的研究大多是在光通信波段（1，550nm）以下的短波段（800nm以下）所进行的开发，而且驱动用激光的动作速度也仅停留于76 MHz的程度。

【本次成果】
NICT本次开发出的，是处于光通信波段进行的高纯度“量子纠结光源”。本次通过将2.5 GHz的驱动用激光与上述高纯度量子光源进行组合，而达到了不增加噪音却可以达到以往生成速度的30倍以上的高速生成技术。

要驱动量子纠结光源的必要条件是能够自由自在地调节波长与脉冲幅度，同时还必须有高速而动作稳定的激光。NICT在2006年独自开发并改良的频率梳光源正是能够在性能上全部满足其要求的脉冲光源。
因此本次的成果正是将内装了上述频率梳光源的高速驱动用激光系统进行了重新开发而得以最终实现的。

【今后的展望】
本次通过在光纤通信波长段实现量子光源高速化，使得其与廉价高性能的光学零件的组合成为可能，从而使量子密码的应用范围得以扩大，进而使得量子计算和高精度光测量的研究开发得到了进程加速。

今后，该研究机构正计划将其动作速度提升到10 GHz，并将其装置进行小型化，一边推进其现场环境下的量子密码传输实验，一边同时推动其在数据中心内的安全光配线技术和企业内部网络应用方面的研究开发。

消息来源：http://prw.kyodonews.jp/prs/release/201412196434/
编译：在水一方
照片出自：情报通信研究机构

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