【技術開発】
本技術における主な開発要素は、励起光をその光源から超伝導磁石内にある試料位置まで導光する光照射システムと、極低温から室温までの広い温度領域での測定に対応する測定プローブである。前者では、紫外から近赤外までの広い波長範囲に対応するため、チタンサファイアレーザーや各種半導体レーザーを光源に用い、さらに、偏波保持光ファイバーを導光に用いることで励起光の偏光性の制御を実現した。また、後者では、測定プローブをクライオスタット内に設置し、伝導冷却方式において試料の効率的な冷却を実現した。これによりクライオスタット内を真空状態に保てるため、従来のガスフロー方式で問題となるヘリウムガス中での高周波放電を完全に抑止することに成功した。

【応用例】
本技術の応用として、NMR量子計算機への展開例を示す。NMR量子計算機は、量子計算研究の黎明期より開発が進められている有望な手法の一つであるが、初期化と量子ゲートの実現が課題となっている。このうち、初期化に必要な「超偏極」は光ポンピング法を用いることで半導体内に生成できるが、量子ゲートで必要となる「核スピン間相互作用の制御技術」が見つかっていなかった。本技術により、半導体内では光照射により核スピン相互作用の制御が可能であることが示された [1,2] （図は、光照射により相互作用が発生する様子を示した想像図）。