「光」と「物質」の量子的制御と超精密計測への応用

「光」も原子・分子などの「物質」も量子的な性質をもち, 重ね合わせ状態やエンタングル状態といった, 古典的な理論では説明つかない状態をとることができます. これらの, 純粋に量子的な状態を応用すると, 今まででは考えもつかないような機能を実現することも可能になります. 量子計測や, 近年脚光を浴びるようになった量子コンピュータや量子情報通信などが代表的な応用例です. また, 量子的な性質を探求すること自体に大きな意味があり, 量子力学の本質を基礎的見地から研究することも重要な研究テーマです.
 また, 量子現象を利用すると想像もつかない高精度な測定が可能になります. その応用の1つ, 原子と電磁波との相互作用を動作原理とする原子時計では, GPSなど実生活と関係する分野にもその精度の高さが活用されています. 我々は高精度化をさらに追求し, 宇宙の寿命ほどの時間がたってようやく1秒狂うようなレベルの原子時計をレーザー光を使って実現しようと研究しています. さらに, その安定なレーザー周波数を基準として, その精度を保った別の波長のレーザー光やマイクロ波を自在に発生させる, 光周波数シンセサイザの研究を行っています. 

各研究の詳細