電子工学専攻の竹内繁樹教授らの研究グループが、大阪・関西万博で展示した「光子のふしぎと光量子センシング」の動画が公開されました。
電子や光子といった個々の量子の振るまいや、複数の量子間の相関（量子もつれ）を制御することで、従来の技術の限界を超える量子科学技術が注目されています。特に2025 年は、現在の量子科学の端緒となった1925年のハイゼンベルクらによる行列力学の構築から100 周年の節目の年になることから、国連総会は2025年をユネスコの「国際量子科学技術年」として宣言しました。
一方、京都大学はノーベル賞を受賞した、湯川秀樹博士、朝永振一郎博士、福井謙一博士を始めとする多くの研究者らが量子科学の発展に長年貢献し続けています。その中で、京都大学大学院工学研究科の竹内繁樹教授の研究グループでは、量子としての光の振るまいを長年研究し、量子もつれや量子干渉について多くの成果を上げ、また量子もつれの性質を利用した新たなセンシング技術である光量子センシングの研究を推進しています。
このような、量子もつれやそれを用いた量子科学技術の進展にともない、「量子もつれ」という言葉も聞かれるようになってきました。しかし、量子もつれ状態にある光や、そこにみられる、2022年のノーベル物理学賞の受賞対象になった「ベルの不等式のやぶれ」などの、量子もつれに関係する不思議な現象に関し、その場で実際に動作する装置での展示は知る限りにおいて今までなく、一般の方が直接見たり触れたりする機会はありませんでした。
今回、大阪・関西万博にて、竹内繁樹教授らの研究室メンバーを中心とし、京都大学総合研究推進本部、京都大学成長戦略本部、京都大学総合博物館、及び京都大学桂地区事務部などからなる京都大学万博量子展示チームは、「量子もつれ」の不思議な世界を、実際に量子もつれ光子対を利用したその場で実際に動作している装置により体験するという、一般公開では知る限り国内初となる展示を行いました。また、島津製作所やsantec Holdingsなどの協力を得て、従来の技術の限界を超える、量子もつれ光を用いた「光量子センシング」技術とその社会への波及についても紹介しました。
以下では、展示した内容をアニメと動画（一部画像）にて公開しています。
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竹内 繁樹 京都大学教育研究活動データベース