2. 量子光コヒーレンストモグラフィとは
まずOCTについて説明する。OCTは，低コヒーレンス光干渉を応用した断層イメージング技術である2, 3）。通常のマイケルソン・モーレー型の光干渉計では，光源からの光をビームスプリッタで分岐し，再び合波して干渉させた光の強度を，光検出器で測定する（図1（a））。この時，2つの経路の光路長が一致する場合に，干渉信号が得られる。この性質を利用し，一方の経路にサンプルを配置したのがOCTである。遅延ミラーで参照側の経路の光路長を掃引し，干渉信号の位置を検出することで，サンプル内での光の反射位置（＝被測定物の位置）を知ることができる。
この時，OCTの分解能は，干渉縞の波束の拡がり（包絡線の半値全幅）に対応し，より高い分解能を得るためには，より広帯域な光源が必要になる。一方で，光源が広帯域になるほど，サンプル内の群速度分散の影響をより大きく受け，干渉縞が拡がってしまうという悩ましい問題がある。
これに対して，サンプルと同じ分散を持った媒質（ファントム）を参照側の経路に挿入して分散を補償する方法が知られている。しかしそのためには，サンプルの構造や屈折率など分散に関する情報が必要となる。また分解能が高くなると，サンプルとファントムのわずかな分散の差が問題となるため，完全な補償が困難となる。
一方，量子OCTでは，ポンプ光を非線形結晶に入射して発生させた量子もつれ光10）を光源として用いる（図1（b））。エネルギー保存則によって，発生した2つの光子は，その周波数の和が，ポンプ光の周波数と常に等しくなければならない。このようにして，周波数に関して量子力学的にもつれ合った状態となる。それら2つの光子は，参照側とサンプル側のそれぞれの経路を進み，ビームスプリッタで重なる。ここで2つの経路長が一致する時，「二光子量子干渉」が生じる11）。
