産業技術総合研究所（産総研）、東京工業大学、フランス国立科学研究センターネール研究所、ボーフム大学からなる研究チームは2022年9月7日、単一電子の高効率な移送に成功したと発表した。単一電子のスピン状態は量子ビットの構成要素の1つであり、離れた量子ビット間で情報を移送する必要がある量子コンピューターへの応用が期待される。
従来は、電子の移送手段として「表面弾性波」という物質表面を伝わる波を発生させ、その波が一定の強度に達したら電子を乗せて運ぶという技術が研究されていた。しかし従来の技術では、時間の経過とともに波が重なることで発生する「表面弾性波バースト」という状態になり、電子の移送にかかわらない余分な波が電子を乱すという問題があった。また、表面弾性波のどの位置で電子が運ばれているかも不明瞭だった。
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表面弾性波の発生の概念図
（出所：産業技術総合研究所）
この問題を解決するため、高強度な表面弾性波の「孤立パルス」を発生させる技術を開発した。余分な波の発生を抑えられるため電子が影響を受けにくく、波の決まった位置で移送できるというメリットがある。実験の結果、99％以上の確率で単一電子の移送に成功したという。今後は孤立パルスの制御性の向上を目指す。
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