もし量子光子振替を54%から100%に引き上げられるとしたら？ ウィーン工科大学の科学者たちは、その方法を発見した可能性がある。 そしてその解決策は、驚くほど賢明だ。 量子コンピュータは、キュービット間で情報を振替する必要がある。 1つのキュービットが光子を放出し、もう1つがそれを吸収しなければならない。 しかし従来のアプローチでは、この吸収は約54%の確率でしか成功しない。 プロセスが完了する前に、ほぼ半分の情報振替試行が失敗する可能性があると想像してみよう。 今、研究者たちはその状況を変える方法を提案した。 鍵は光子の波形の形状にある。 キュービットが光子を放出すると、その波形は通常、ベルの音のように最初は強く、徐々に弱まっていく。 しかし、受信側のキュービットは、完璧な吸収のためにまったく異なる波形を必要とする。 そこで研究者たちは、光子が移動中に特殊に設計された光導波路を使って波形を再形成することを提案した。 導波路を通る異なる周波数の動きを制御することで、光子が最適な吸収に必要な波形で到着すると計算された。 その結果は？ シミュレーションによると、理想的な条件下では吸収率が理論上100%に達する可能性がある。 最も興味深い点は、この方法が受動的であるということだ。 受信側で追加のアクティブ制御を必要とせず、導波路自体が光子の波形を形成する。 この方法はまだ実験的に実証されていないが、研究者たちは必要なセットアップは技術的に実現可能だと考えている。 実用化されれば、量子コンピュータや通信ネットワークの信頼性を大幅に向上させることができるだろう。 私たちはしばしば、量子のブレイクスルーには完全に新しいハードウェアが必要だと考えがちだ。 しかし、ブレイクスルーはたった1つの光子の移動方法を変えることから生まれることもある。 そして量子コンピューティングでは、その微細な違いが大きな影響をもたらす可能性がある。