光をはじめとする電磁波は輻射圧を持っており、物体によって反射されるとき、その物体に運動量を与えることが知られています。しかしながら、伝搬する電磁波が持つ輻射圧は極めて小さく、その影響をより強く物体に及ぼしたい場合には共振器に電磁波を蓄えることで輻射圧を増強します。このように増強された輻射圧によって物体の運動を制御する技術を共振器オプトメカニクスと呼びます。
これまでの共振器オプトメカニクスの研究では、たとえ共振器によって電磁波を増強しても、光の粒子としての光子1つの輻射圧があまりに小さいため、強い電磁波を入射し多数の光子を用いることによって物体の運動を制御してきました。今回、東京大学 大学院総合文化研究科の野口 篤史 准教授、同大学先端科学技術研究センターの中村 泰信 教授（理化学研究所 創発物性科学研究センター・チームリーダー）らの研究グループは、超伝導回路の特性を利用することで、超伝導共振器に蓄えられた電磁波（マイクロ波）に巨大な輻射圧を持たせることに成功しました。これにより、マイクロ波光子1つの輻射圧によって音波の制御を可能とする新たな共振器オプトメカニクスを実現しました。この技術と超伝導量子回路によるマイクロ波の量子制御技術を組み合わせることで、音波やその他の物理系の量子制御が可能になり、量子メモリや量子中継器といった、量子コンピューティングや量子ネットワーク構築に必要な量子技術への応用が可能になると期待されます。
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理化学研究所 広報室 報道担当
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