東京大学の研究グループは，空中に浮かせたナノ粒子の運動状態の量子スクイージングを実現した（ニュースリリース）。
量子スクイージングは，原子・分子・光子などの微視的な系を中心とする様々な系で揺らぎを極限的に低減し，非古典的な状態を生成する技術として発達してきた。しかし，真空中に浮揚させた微粒子（ナノ粒子）の非古典的な運動状態は生成されていなかった。
今回研究グループが実現した量子スクイージングの度合いは，基板上の機械的な振動子を別の量子系と組み合わせることで実現された先行研究の量子スクイージングと同程度であり，量子状態の生成や観測の観点から，環境から隔離されたナノ粒子系は孤立量子系として高い潜在性を備えていることを示している。
また，今回ナノ粒子の速度を測定するために利用した飛行時間法は，量子状態を精密に探るための手法として期待されていたものの，従来利用されてきた電荷をもつナノ粒子が電気的なノイズの影響を受けやすいために，活用されずにいた。
この研究において，飛行時間法が，電荷をもたないナノ粒子の量子力学的な運動状態を探るために有用な手法であると実証されたことで，今後，重要な技術としてさらに発展することが期待される。
さらに，今回の研究では，量子スクイージングの度合いを正確に評価するためにナノ粒子の位置の絶対的な測定精度を高める新しい手法を開発し，長時間にわたって高い感度を維持できるセンシング技術を実現する可能性も拓いた。
量子スクイージングは，古典的には理解できない状態であることから，今回の成果は，ナノ粒子の運動に関する量子力学的な振る舞いを探るための重要な一歩となる。量子力学的な運動状態は，今回実現した量子スクイージングの他にも多く知られており，シュレーディンガーの猫状態といった他の量子系で現在も活発に研究される状態を，ナノ粒子を用いて研究する可能性が拓かれる。また，量子力学的な運動状態と非平衡統計力学との関わりを探る，新しい研究分野の進展も期待される。
応用の観点では，今回得られた成果は，ナノ粒子の運動の揺らぎを量子力学の限界に迫るレベルまで低減できること，すなわち，ナノ粒子に働く加速度を計測する場合の測定揺らぎを極限的に低減できることを示しており，冷却されたナノ粒子系が高感度センシングへと活用できる有望なシステムであることを実証するとしている。
研究グループは，この成果は，今後，ナノ粒子による高感度な次世代量子センシングの実現や，ナノ粒子を用いて巨視的スケールにおける量子力学的振る舞いを探る研究に役立つことが期待されるとしている。
