【sevensixTV】に第70弾の動画を更新しました。
00:18: iQoM：販売中！
01:16: 量子技術とは
02:10: 量子計測で実現したこと
04:22: 量子計測に使う光
■■■ 製品詳細
SESAMフリーのピコ・フェムト秒モード同期ファイバレーザー発生器『iQoM』
『iQoM』はフェムト秒レーザーですが、フェムト秒レーザーがどういうところで使われるのかについて、将来技術も含めて、
紹介していきたいと思います。
今回の動画では、フェムト秒レーザーの量子技術へのアプリケーション、特に量子計測に絞って紹介します。計測に量子技術を持ち込むことによって、従来技術ではできなかったどんなことが実現しているのか、を事例とともに紹介します。
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00:18 iQoM：販売中！
iQoMは、波長1047nmおよび1064nm、パルス幅は3から12ps（ピコ秒）まで圧縮可能であることを確認している、非常に安定性の高いレーザーです。 価格は9,999ドルからで、即納体制を整えております。詳しい仕様や実測データについては、別の専用動画でも公開しておりますので、ぜひそちらも併せてご覧ください。
本日は、このiQoMのアプリケーションとして注目されている「量子技術」、特に「量子計測」に関連するテーマについて、将来的な技術展望も含めてご紹介します。
01:16 量子技術とは
量子技術とは、量子力学という物理法則を積極的に利用した、従来とは全く異なるアプローチの技術です。現在、主に以下のような分野で研究開発が進められています。
- 計測技術（量子計測）: イメージングや分光など
- 情報処理技術: 量子コンピューターなど
- 通信技術: 量子暗号通信など
本日はこの中から、光の状態を利用した「量子計測」に絞ってお話しします。
量子計測で実現する「従来を超えた」成果
量子計測を用いることで、これまでの技術では到達できなかった精度や分解能が実現しています。代表的な研究例をいくつか紹介します。
① 顕微イメージングのノイズ低減
2021年にNature誌に掲載された論文では、顕微イメージングに量子技術を導入することで、従来技術に比べ信号対雑音比（SN比）を35%向上させたと報告されています。
画像を見ると、周囲のノイズが量子技術によって大幅に抑えられていることがわかります。
② 光断層計測（OCT）の分解能向上
量子技術をOCTに適用した研究では、奥行き分解能が従来の37μmから18.5μmへと2倍に向上しました。さらに、外来の乱れに対しても信号が劣化しないという驚くべき結果が得られています。
また、別の報告では0.54μmという極めて高い奥行き分解能を達成した例もあり、量子技術の可能性が示されています。
04:22 量子計測に使う光
量子計測では、光を「粒」として捉える「光子（フォトン）」の性質をフル活用します。特に重要なのが以下の2つの状態です。
- 単一光子: ある時間・場所にたった1個の光子だけが存在する特殊な状態。
- 光子対（エンタングルド・フォトン）: 互いに相関を持った2つの光子のペア。
パラメトリック下方変換による光子対の発生
これらの特殊な光を作る代表的な手法が「パラメトリック下方変換」です。
これは非線形光学過程の一つで、光学結晶に1個の入力光子を入射させると、そのエネルギーが分配され、2つの光子が出力される現象です。
量子計測におけるフェムト秒レーザーの役割
これまで、この入力用の光源（ポンプ光）には、波長が一定でノイズの少ない「CWレーザー（連続波レーザー）」が主に使われてきました。しかし最近では、iCOMのような「超短パルスレーザー」を光源とする研究が増えています。
その理由は、「広帯域な超短パルス光」を用いることで、周波数領域での量子もつれなど、発生する光子の組み合わせにバラエティを持たせることができるからです。
特に分光計測は物質の周波数特性を調べるものであるため、多様な光子対を発生させられる超短パルスレーザーは、量子計測技術の進展において極めて重要な役割を担っています。
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■■■ これまでのiQoM関連動画 再生リスト
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