岛津制作所：与日本关西大阪世博会“光子的奇妙本质与光子量子传感”展览合作，为日本首个量子纠缠体验展提供量子红外光谱概念模型

2025 年 7 月 30 日| 新闻与通知与日本关西大阪 2025 年世博会“光子的奇妙本质和光子量子传感”展览合作。
为日本首次量子纠缠体验展提供量子红外光谱概念模型

岛津将与京都大学研究生院工学研究科的竹内茂树教授及其研究团队合作，在日本关西大阪世博会（2025）的展览会上展示基于量子红外光谱的未来传感技术的概念模型，该展览会名为“光子的奇妙本质和光量子传感”。该展览会是“纠缠瞬间：[量子、地球和宇宙] × 艺术”的一部分（主办方：内阁府、文部科学省）。展览会期为 8 月 14 日至 8 月 20 日。在会场可以体验到的与光子相关的惊人现象由以在朝永振一郎教授的论文“光子的审判^*1 ”中首次登场的波野光子为原型的原创角色光子来解释。

展览中的人物 Mitsuko

这将是日本首个此类公开展览，参观者将通过亲手操作三台利用量子纠缠光子对的装置，体验量子纠缠^*2的神秘世界。展览重点关注电子和光子等单个量子粒子的行为，以及通过控制多个量子粒子之间的关系（量子纠缠）突破传统技术极限的量子技术。自2018年以来，岛津一直与竹内教授及其团队合作，开展文部科学省“量子跃迁旗舰计划”（MEXT Q-LEAP）下的“利用量子纠缠光子的量子传感装置研究”。该研究利用量子干涉技术生成量子纠缠光子对，仅使用可见光源和探测器即可在红外区域进行量子红外吸收光谱分析。该技术的实用化将使紧凑型高性能量子红外光谱仪能够区分和识别各种物质，应用于医疗、安全和环境领域。岛津的主要作用是制造用于从光源产生可见光和红外光区域纠缠光子对的光学元件。

*1：本文由朝永振一郎教授于1949年撰写。在这部法庭剧中，被告波野光子关于她同时被两个窗户看到的说法，通过量子力学得到了验证。该文被收录于《量子力学世界》（三铃书房）等多部著作中。
*2：当两个不同系统之间的量子叠加中存在两个或多个相关态时（即，可以同时存在多个量子态）。

展览概要

名称	纠缠瞬间：【量子、地球与宇宙】×艺术光子的奇妙本质和光子量子传感
地方	日本关西大阪世博会展览中心“WASSE”西门区
会议	2025年8月14日（星期四）～2025年8月20日（星期三） 10:00～20:00 备注：开幕日（14日星期四）13:00开始，最后一天（20日星期三）18:00结束

展览结构

1区序幕

在一段视频中，Mitsuko 首先描述了光子是光的最小单位，并介绍了光子的特性以及纠缠光的概念。

2区实验！孪生光子的奇异世界

展览展示了京都大学研究人员研制的三台尖端实验仪器，用于演示光子量子纠缠。它们让参观者能够亲身体验这些奇特的现象。

仪器1：量子纠缠发生器
双光子是如何产生的：量子纠缠光的起源
实际产生了量子纠缠光，并展示了本次会场产生的量子纠缠光的视频。

仪器2：双光子量子干涉演示
同卵双生光子，相遇擦肩而过后去了哪里？
“双光子量子干涉”实验
在量子力学的世界中，多个物理过程之间会发生干涉。结果，原本应该自然发生的现象不再发生。参观者可以进行一项实验，让光子对入射到半透明的镜子上。

工具 3：贝尔不等式违反的证明
即使相距甚远，光子仍保持关联：贝尔不等式被违反的实际验证
日常物理现象仅由局部特定位置的事物状态决定（局域实在论），但在量子世界中并非如此。“贝尔不等式的违反”实验证明了这一点，该实验获得了2022年诺贝尔物理学奖。参观者可以使用这台利用量子纠缠光子对的实验仪器亲自运行这项实验。

区域3 继续前进！光子对改变的未来

这个亲身体验的展览介绍了光子量子传感技术，该技术利用量子纠缠光突破了传统技术的局限。它展现了我们日常生活可能因此发生的变化。

光学相干断层扫描仪（与Santec Holdings合作展出）
参观者可以将手指插入分析仪来观察手指的内部结构。

量子光学相干断层扫描 (Q-OCT) 通过解释性视频和测量数据描述了使用量子纠缠光的 Q-OCT 实现的分辨率的显著提高。

量子红外光谱仪（岛津制作所所展出）
本次展览让参观者能够使用红外光谱仪识别各种样品中的分子。展览通过视频和概念模型，展示了未来仪器的发展方向，并解释了利用量子纠缠光实现量子红外光谱法显著微型化的可能性。

结语：光子量子传感的未来

该展览以1900年以来的时间为线索，回顾了量子力学的发展与京都大学的渊源。同时，展览还介绍了利用量子纠缠光的光子量子传感技术及其对社会产生的连锁效应。此外，还介绍了京都大学发起的“光子量子传感社会应用联盟”的举措。

消息

2025 年 7 月 30 日| 新闻与通知 与日本关西大阪 2025 年世博会“光子的奇妙本质和光子量子传感”展览合作。为日本首次量子纠缠体验展提供量子红外光谱概念模型