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偏光の弱い量子測定の実現による逆説的量子相関の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24540428
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関広島大学

研究代表者

飯沼 昌隆  広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (00294512)

連携研究者 ホフマン ホルガ  広島大学, 大学院先端物質科学研究科, 准教授 (90379909)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード量子測定 / 偏光 / 結合確率 / 逆説的量子相関 / 測定の強さ可変測定 / 非可換物理量 / 連続測定 / 測定誤差 / 弱測定 / もつれ合い光子対 / 複素結合確率 / 光子 / 光子対 / 変形サニャック干渉計 / 弱値
研究成果の概要

光子の偏光の連続測定を実現し、下記の成果を得た。測定装置による誤り確率を評価することによって、弱い領域から強い領域まで任意の強さで測定した確率から測定前の量子状態の確率分布を得ることに成功した。結合確率は負となったが、量子論の予言と一致した。さらに位相に感度を持つ測定装置に改良し、複素数の結合確率も得た。また測定誤差の最適な値を求めることで、数学的には同じ定義でも物理的意味の異なる測定誤差を評価することに初めて成功した。この誤差は後段に行った測定結果との非古典相関によって原理的にゼロまで下げられることが分かった。上記の結果は光子対測定にも直ちに応用可能である。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Reinterpretations of an experiment on the backaction in a weak measurement2013

    • 著者名/発表者名
      Kouji Nakamura and Masataka Iinuma
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 88 号: 4 ページ: 42106-42106

    • DOI

      10.1103/physreva.88.042106

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Violation of Leggett-Garg inequalities in quantum measurements with variable resolution and back-action2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, M. Iinuma, H. F. Hofmann
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 14 号: 10 ページ: 103022-103022

    • DOI

      10.1088/1367-2630/14/10/103022

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Non-classical correlation between intermediate and final results in a two-level system2015

    • 著者名/発表者名
      M. Iinuma, Y. Suzuki, T. Nii, R. Kinoshita, Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      International workshop on weak value and weak measurement
    • 発表場所
      Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-classical correlation between measurement errors and back-action effects in quantum measurement of photon polarization2014

    • 著者名/発表者名
      M.Iinuma, Y. Suzuki, T. Nii, R. Kinoshita, Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      Quatnum Information Technology Symposium(QIT31)
    • 発表場所
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Optical investigation of complex joint probabilities via sequential measurements2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, M. Iinuma, R. Kinoshita, M. Miyamoto, H. F. Hofmann
    • 学会等名
      Asian Quantum Information Sciences 2014
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-08-20 – 2014-08-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Physical meaning and experimental evaluation of error and disturbance in a two-level system2014

    • 著者名/発表者名
      M.Iinuma, Y. Suzuki, T. Nii, R. Kinoshita, Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      Asian Quatum Information Science 2014
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Reconstruction of the complex joint probabilities for sequential measurements of photon polarization2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, M. Iinuma, R. Kinoshita, H. F. Hofmann
    • 学会等名
      21th Central European Workshop on Quamtum Optics
    • 発表場所
      Palace of the Royal Academies for Science and the Arts, Brussels, Belgium
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Experimental evaluation of measurement error and disturbance in a two-level system2014

    • 著者名/発表者名
      M. Iinuma, Y. Suzuki, R. Kinoshita, H. F. Hofmann
    • 学会等名
      21th Central European Workshop on Quamtum Optics
    • 発表場所
      Palace of the Royal Academies for Science and the Arts, Brussels, Belgium
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Experimental reconstruction of complex joint probabilities for arbitrary photon polarization via sequential measurements of non-commuting observables2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, M. Iinuma, R. Kinoshita, H. F. Hofmann
    • 学会等名
      Quantum [Un]Speakables Ⅱ
    • 発表場所
      University of Vienna, Vienna, Austria
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Experimental evaluation of error and disturbance of Ozawa's inequality in two level systems2014

    • 著者名/発表者名
      M. Iinuma, Y. Suzuki, R. Kinoshita, H. F. Hofmann
    • 学会等名
      Quantum [Un]Speakables Ⅱ
    • 発表場所
      University of Vienna, Vienna, Austria
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二準位系でのOzawaの不等式の誤差と擾乱2014

    • 著者名/発表者名
      飯沼昌隆、鈴木佑太朗、木下竜二、ホフマンホルガ
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚市(東海大学)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏光の連続測定による複素結合確率分布の再構築2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木佑太朗、飯沼昌隆、木下竜二、ホフマンホルガ
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚市(東海大学)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurements of negative probabilities in optical quantum system2014

    • 著者名/発表者名
      Masataka Iinuma, Yutaro Suzuki, and Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      8th IWNC
    • 発表場所
      Hiroshima (Hiroshima YMCA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental evaluation of measurement error and disturbance of Ozawa's inequality in two level systems2013

    • 著者名/発表者名
      飯沼昌隆、鈴木佑太朗、木下竜二、ホフマンホルガ
    • 学会等名
      第29回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      新宿区(早稲田大学)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental investigation of complex joint probabilities using sequential polarization measurements with arbitrary intermediate measurement2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木佑太朗、飯沼昌隆、木下竜二、ホフマンホルガ
    • 学会等名
      第29回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      新宿区(早稲田大学)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation for experimental verification of complex joint probabilities for photon polarization2013

    • 著者名/発表者名
      Masataka Iinuma, Yutaro Suzuki, Ryuji Kinoshita, and Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      NSTEP
    • 発表場所
      Osaka (ISIR, Osaka University)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Joint quantum statistics with negative probability observed in a sequential measurement of photon polarization2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Suzuki, Masataka Iinuma, Ryuji Kinoshita, and Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      NSTEP
    • 発表場所
      Osaka (ISIR, Osaka University)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱測定の物理的本質と有用性2013

    • 著者名/発表者名
      飯沼昌隆
    • 学会等名
      第10回原子・分子・光化学(AMO)討論会
    • 発表場所
      調布市(電気通信大学)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サニャック干渉計を利用した偏光の弱測定装置の構築2013

    • 著者名/発表者名
      飯沼昌隆、岡崎智徳、鈴木佑太朗、木下竜二、ホフマン・ホルガ
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回 年次大会
    • 発表場所
      東広島市(広島大学)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏光の連続測定にみる測定の不確定性がない結合量子統計2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木佑太朗、飯沼昌隆、ホフマン・ホルガ
    • 学会等名
      第27回 量子情報技術研究会
    • 発表場所
      横浜市港北区(慶應義塾大学)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏光の連続測定による結合確率分布の導出2012

    • 著者名/発表者名
      飯沼昌隆、鈴木佑太朗、ホフマン・ホルガ
    • 学会等名
      RIMS研究会 量子論における統計的推測の理論と応用
    • 発表場所
      京都市左京区(京都大学)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental observation of paradoxical correlation in sequential measurements of photon polarization2012

    • 著者名/発表者名
      Masataka Iinuma, Yutarou Suzuki, Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      Asian Quantum Information Science Conference 2012 ( AQIS 2012 )
    • 発表場所
      Suzhou (Suzhou Conference Center ), China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental demonstration of Leggett-Garg inequality violations by measurements with high resolution and back-action2012

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Suzuki, Masataka Iinuma, Holger F. Hofmann
    • 学会等名
      11th Conference on Quantum communication, Measurement, and Computing ( QCMC 2012 )
    • 発表場所
      Vienna ( Vienna University of Technology ), Austria
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurement uncertainty of optical quantum measurement2012

    • 著者名/発表者名
      Masataka Iinuma
    • 学会等名
      Mini-workshop on Delevlopment of weak measurement and weak value
    • 発表場所
      東京都目黒区(東京工業大学)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] Quantum Frontier Group home page

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/qfg/qfg/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 高エネルギー物理学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.huhep.org/Home/weak_measurement

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 高エネルギー物理学研究室

    • URL

      http://www.huhep.org

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 高エネルギー物理学研究室

    • URL

      http://www.huhep.org

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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