物質相手の物性物理学。光量子を扱う量子工学。量子力学を包含する量子物理学。 従来はバラバラだったこれらの学理が融合した先に応用量子物理学が位置する。 我々の興味は「量子効果」と「フォトン」が織りなす新奇な物性の開拓を超えてこれらを制御することにある。 ただ眺めるだけでは満足できないのだ。 フォトンは量子現象のプローブでもあり、量子効果はフォトンの発生・検出・制御を可能にしてくれる。 「物質」を介した両者の互恵関係は緊密であり、深化は止まるところを知らない。 潜在的発展性とは別に根源的なレベルで自然の設計図が垣間見えるとしたらどうだろうか。 これはますますおもしろくなってきた。
物質の特性の深い理解に立ってこれを制御することが物性物理の本丸。
しかし、自然が用意した物質だけを調べる研究は過去の話。
量子現象や室温量子効果の舞台もいまや「デザイン」する時代。
ゲルマニウムのグラフェン・アナログ他の新奇物性のための低次元半導体。
自己サーファクタント、Caのサーファクタント・インターカラント二重性、結晶対称性変換など構造制御法を開発する。
これらの目的はもちろん新しい物性の発現にある。
スピン自由度の制御を取り入れた光電子融合とらⅣ族原子の高機能化。
スピン偏極注入Geから直感と相反する電子緩和の全容が明らかになりつつある。
Geに特異的な電子ラマン遷移によるバンド間利得の発生。
非晶質・結晶ヘテロににおける非平衡電子系、
超高移動度超薄膜Geのとフォノンの量子協奏による光利得。
量子エンタングルメントの生成技術は量子情報処理に必要なテクノロジー。
非線形光学効果による高輝度、低密度励起の量子もつれ、相関光子対発生、
ならびにこれらを駆使した量子イメージングの新分野の開拓を模索中。
多光子の量子エンタングルメントは、物質との相互作用の量子増幅に寄与。
試料ダメージ低減、精密計測の実証。
吸収媒質の磁気光学測定から古典限界を越える測定精度量子優位性を検証。
撮像対象を見ないでイメージングができるとしたら？
ここにあるメーターの読みがかわると遠くにあるメーターの読みが変わる？
このような直感とは相容れない情報転送や・画像再生を可能にしたい。
はたまた時流の単一ピクセルイメージングは時間ドメインでも可能なのか？
原理の検証だけでとどまっているのは勿体ない。
東京大学大学院 総合文化研究科 広域科学専攻 相関基礎科学系
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