オプトメカニカル量子テレポーテーション

未知の入力状態を遠隔量子システムに忠実に転送する量子テレポーテーションは、長距離量子通信プロトコルや分散量子コンピューティングの重要な構成要素である。その一方で、高周波ナノオプトメカニカルシステムは、機械的寿命が長く低損失光通信波長においてオンチップで動作し、将来の量子ネットワークにおけるノードとして非常に有望である。2つの共振器間のエンタングルメント、量子メモリー、マイクロ波から光への変換などが、最近実証されている。こうした成功例にもかかわらず、長寿命オプトメカニカルメモリーへの光入力状態の量子テレポーテーションは、未解決の課題である。今回我々は、1対のナノメカニカル共振器の結合状態への偏光エンコードされた光入力状態の量子テレポーテーションを実証する。今回のプロトコルによって、デュアルレールエンコードされたオプトメカニカル量子メモリーに、任意のキュービット状態を記憶させ、読み出すことも可能になる。今回の研究結果は、単一量子リピーターノードの全機能を実証するとともに、量子ネットワークノードとしてのオプトメカニカルシステムの応用への重要なマイルストーンを提示するものである。