インターネットに代表される古典的な光通信は、セキュリティの⾯において限界がある事が指摘されています。これに対して、量⼦⼒学の原理に基づく光の粒⼦性（単⼀の光⼦）を利⽤した量⼦情報通信では、こうした根本的な限界を克服する可能性があり、より安全な次世代の通信技術として注⽬を集めています。

　Yubei Xiangエネルギー科学研究科博士課程学生、物質・材料研究機構（NIMS）の渡邊 賢司 特命研究員、谷口尚 同理事、篠北啓介 エネルギー理工学研究所 助教（研究当時、現：分子科学研究所准教授）、松田一成 同教授らの研究グループは、次世代半導体である二セレン化タングステン（WSe₂）にわずかな欠陥を導入し、そこから発せられる光（発光）を通して、量子情報通信に必要とされる単一光子源としての機能を調べました。その結果、興味深いことにわずかな磁場をかけると、発光信号がより強くなり（明るくなり）、単一光子発生の様子が変化することを見出しました。この発見は外部からの磁場を用いて単一光子源を制御するという新しい手段を提供し、量子通信や量子コンピューティングの将来技術にとって重要な進展と言えます。

　本研究成果は、2025年6月4日、米国の国際学術誌「Science Advances」にオンライン掲載されました。

磁場による二次元半導体中の欠陥からの発光増大と単一光子発生の模式図

詳しい研究内容について

次世代半導体中の⽋陥からの磁場による発光の増強と単⼀光⼦発⽣−量⼦情報通信のためのデバイスの⾼性能化への新たなアプローチ−

エネルギー機能変換研究部門　ナノ光科学研究分野