Insider Brief

• Leibniz University Hannover の研究者 Kai Voges は、分子と Rydberg 原子を組み合わせたハイブリッド量子システムに焦点を当てた研究グループを設立しました。
• €5.8 million、5 年間の HybriQCS プロジェクトは、分子および Rydberg 原子システムの両方を使用した量子ゲート操作の実証を目指しています。
• 同グループは Quantum Valley Lower Saxony および QuantumFrontiers Cluster of Excellence 内で活動しながら、量子コンピューティング、シミュレーション、および精密計時における応用を模索します。

プレスリリース — 科学界が量子コンピュータについて議論するとき、通常、意見が分かれるのはその基盤となるシステムの問題です。イオントラップ、Rydberg 原子、あるいは超伝導回路でしょうか？Leibniz University Hannover において、Dr Kai Voges は、これらの陣営の間に位置し、これら異なるアプローチの強みを制限なく組み合わせることを目指す新しい研究グループを立ち上げました。Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) の中心に位置し、QuantumFrontiers Cluster of Excellence の基礎研究を基盤とするこの研究グループは、ハイブリッド量子システムを開発しています。Federal Ministry of Research, Technology and Space からの 5.8 million ユーロの資金提供を受け、5 年以内に独自の技術による初のゲート操作を達成し、量子コンピューティングに関する現在の議論を新たな方向に導くことを目的としています。

分子と原子の出会い

このアイデアの中心にあるのは、超低温分子と個々の原子です。Kai Voges は、これまでの科学的キャリアを通じて必要な専門知識を習得してきました。歴史的に分子物理学の主要なセンターであるハノーバーの量子光学研究所の博士課程学生として、彼は冷却された個々の原子から分子を組み立てました。その後、彼は Imperial College London で専門分野を広げ、そこで分子全体をわずか数ケルビンまで冷却しました。自身の研究グループの責任者として、Voges の研究の焦点は引き続き分子にあります。これらは将来、量子コンピュータの量子ビットになることが意図されています。しかし、彼は新しい経験だけでなく、新しい追加のシステム、Rydberg 原子を母校に持ち込んでいます。

Kai Voges: 「私の目的は、分子と Rydberg 原子のそれぞれの強みを相補的に利用できるようにすることです。量子ビットとして、分子は長いコヒーレンス時間を持ち、量子情報を数秒、あるいは数分間保存することができます。分子で構成された量子コンピュータは、現在の技術水準に基づくと、情報の保存には優れていますが、分子同士の相互作用が非常に小さいため、計算は遅くなります。一方、Rydberg 原子は情報の伝達に関しては非常に高速で柔軟ですが、現在は量子コンピュータの唯一のハードウェアとして機能するには不安定すぎます。したがって、私たちは分子の安定性と Rydberg 原子の速度を組み合わせることを目指しています。」

技術目標：ゲート操作、科学的応用：無数

連邦研究省の Quantum Futur プログラムからの資金提供を受け、Kai Voges は分子 および Rydberg 原子を使用した初の量子コンピュータのゲート操作の実現を目指して研究グループを設立しています。技術の成熟度に応じて、研究者たちはスピンオフの設立も検討しています。自身のコンセプトの実装に加えて、Quantum Valley Lower Saxony や QuantumFrontiers Cluster of Excellence 内の他のグループとのコラボレーションも予定されています。新しいシステムとして、Rydberg 原子は量子光学研究所の範囲を広げるだけでなく、新たな相乗効果も生み出します。

Kai Voges: 「特に新しい量子ゲートの理論に関連して、新しいコラボレーションを確立することを楽しみにしています。Leibniz University や Physikalisch-Technische Bundesanstalt の強力なイオントラップグループとの架け橋を築くことも同様にエキサイティングです。これは量子コンピュータの構築にとどまりません。分子と個々の原子がそれぞれの強みを寄与するデュアルクロックも想定できます。単にシステムの異なるクロック遷移を利用するだけで、それぞれのノイズ源を打ち消すことができ、それによって低ノイズの信号を生成できます。」

プロジェクト概要

Kai Voges が率いるプロジェクト「Hybrid Systems for Quantum Computing and Simulation (HybriQCS)」は、Federal Ministry of Research, Technology and Space が主催する若手研究者のための Quantum Futur コンペティションの第 3 ラウンドで採択されました。総額 5.8 million ユーロの応用志向の資金提供は 2026 年 3 月 1 日に開始され、2031 年 2 月 28 日までの 5 年間継続されます。