量子コンピュータ発展の切り札？　音と光でインターネットを作る

コンピュータを進化させたインターネット

従来のコンピュータでは不可能な計算も可能にするため、量子を利用したコンピュータの開発が進められています。既存のコンピュータがインターネットでつながることで世界が変わったように、量子コンピュータの活躍にもそれらをつなぐ量子インターネットが必要だと言われています。インターネットを支えるのはコンピュータが出す電気情報を光に変え、遠くまで送る仕組みであり、コンピュータはインターネットの登場によって機能の幅が大きく広がりました。複数台の量子コンピュータをつなげてさらに発展させるためにも、量子インターネットの実現が求められています。

光と音はセット？

量子には原子や電子のほかに、光の粒である「光子（こうし）」や音の粒である「音子（おんし）」があります。机をたたいたときなど大きな音が出ると、たくさんの音子が波のように空間を走ります。さらに光が反射するときも音が生まれており、相互に影響を与えています。例えば体の前に鏡を持ってブランコに乗ったとします。鏡に光を当てると、ブランコがごくごくわずかに後ろに押されます。このブランコの揺れが音の波です。ブランコが後ろから前に戻るタイミングで背中側に光を当てると、揺れがまた少しだけ大きくなります。このようにタイミングよく光を当て続けると振動する音子が増え、音の波が大きくなっていくのです。

光と電気の橋渡しをする音

量子の世界では、電気を確実に光に変換する仕組みがまだ見つかっていません。そこで注目されたのが、光と関係の深い「音」です。電気を音に変換することはイヤホンやスピーカーが簡単にやってくれますが、量子の世界でも比較的簡単です。電気を一度音に変え、音と光を組み合わせて情報を遠くまで送ることが試されています。音を利用して電気と光の橋渡しをする量子コンバータや量子インターフェースなどのパーツが開発されれば、量子インターネットの実現に一歩近づくと期待されています。

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国際基督教大学（ＩＣＵ）教養学部アーツ・サイエンス学科准教授山崎歴舟先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

量子力学

先生が目指すSDGs

メッセージ

学問に文理の区分は存在しないと思います。量子力学に哲学的な要素があるように、文系といわれている分野にも物理や数学を利用できる領域があるはずです。分野を当てはめて考え方を抽出するのは、物事の一部しか見ていないことになり、本質はもっと豊かなはずなのです。
また、様々な遊びなども研究には大切だと思っています。観察力や興味関心は、自然に触れたり、手を動かして物を作ったりした経験の中で育まれるからです。大学でも大いに遊び、研究に役立ててほしいと思います。

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

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ICUは教養学部1学部の中に31のメジャー（専修分野）を設けています。学生は入学時に専攻を定める必要がなく、入学後に様々な科目を履修し、自分の関心を見極め、2年次の終わりまでにメジャーを決定します。メジャーには、文学、物理学、心理学などの伝統的な学問分野と、「平和研究」「アメリカ研究」などの問題解決型や地域研究型があります。どの分野も、他大学の学部に相当する科目群を配し、専門を系統的に学ぶことができます。