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ハイブリッド型量子テレポーテーション:技術融合による万能量子情報処理の実現

Research Project

Project/Area Number 12J04889
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

武田 俊太郎  東京大学, 大学院工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012 – 2014-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords量子光学 / 量子情報 / 量子計算 / 量子通信 / 量子エレクトロニクス / 量子テレポーテーション / 量子ビット / 量子情報処理 / 連続量量子情報処理
Research Abstract

本研究では、交付申請書記載の通り、光を用いた量子通信・量子計算の基盤となる「量子テレポーテーション」という量子情報通信の飛躍的な高性能化を目指す。このため、相反する2つの技術を融合したハイブリッド型の量子テレポーテーション装置を開発し、高効率・高精度での量子情報の転送を実現させる。咋年度に引き続き、今年度も研究計画を上回るペースで研究が進み、以下の成果を得た。
1. 昨年度の段階で、ハイブリッド型量子テレポーテーション実験の成功データは取得できていた。本年度、この実験結果に関する論文がNature誌に掲載された。この成果は、新聞各紙や一般向け科学雑誌などで報道され、大きな注目を浴びた。また、理論モデルを考案してこの実験を理論的にも明らかにすることにも成功し、その成果はPhysical Review A誌に掲載された。これら2つの論文によって、ハイブリッド型の新しい方式により、従来の量子テレポーテーション装置の課題が克服され、その性能の飛躍的な向上が実現することが、実験・理論の両面から示された。
2. 上記の実験を応用し、ハイブリッド型量子テレポーテーション装置により、光子の量子もつれ状態の片方を遠隔地へ伝送する実験を行った。この実験により、ハイブリッド型量子テレポーテーション装置が量子的領城で動作し、各種量子情報処理プロトコルにおいて効率的に利用可能であることが裏付けられた。この成果は、本年度の国際学会(Frontiers in Optics)で口頭発表した。また、現在この実験に関する論文を投稿準備中である。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成25年度が最終年度のため、記人しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Gain tuning for continuous-variable quantum teleportation of discrete-variable states2013

    • Author(s)
      S. Takeda, T. Mizuta, M. Fuwa, H. Yonezawa, P. van Loock, and A. Furusawa
    • Journal Title

      Phys. Rev. A

      Volume: 88 Issue: 4

    • DOI

      10.1103/physreva.88.042327

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deterministic quantum teleportation of photonic quantum bits by a hybrid techniquo2013

    • Author(s)
      S. Takeda, T. Mizuta, M. Fuwa, P. van Loock, and A. Furusawa
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 500 Issue: 7462 Pages: 316-318

    • DOI

      10.1038/nature12366

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation and eight-port homodyne characterization of time-bin qubitsfor continuous-variable quantum information processing2013

    • Author(s)
      S. Takeda, T. Mizuta, M. Fuwa, J. Yoshikawa, H. Yonezawa and A. Furusawa
    • Journal Title

      arXiv: 1205.4862[quant-ph], PRA accepted

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum-enhanced optical-phase tracking2012

    • Author(s)
      H. Yonezawa, D. Nakane, T. A. Wheatley, K. Iwasawa, S. Takeda, H. Arao, K. Ohki, K. Tsumura, D. W. Berry, T. C. Ralph, H. M. Wiseman, E. H. Huntington, andA. Furusawa
    • Journal Title

      Science

      Volume: 337 Pages: 1514-1517

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum mode filtering of non-Gaussian states for teleportation-basedquantum information processing2012

    • Author(s)
      S. Takeda, H. Benichi, T. Mizuta, N. Lee, J. Yoshikawa, and A. Furusawa
    • Journal Title

      Phys. Rev. A

      Volume: 85

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 単一光子の条件付き量子テレポーテーション2014

    • Author(s)
      不破麻里亜、鳥羽駿介、武田俊太郎、古澤明
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会、27pCC-4
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス、神奈川県
    • Year and Date
      2014-03-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Continuous-Variable Quantum Teleportation of Discrete-Variablo Entanglemont2013

    • Author(s)
      S. Takeda, M. Fuwa, P. van Loock, and A. Furusawa
    • Organizer
      Frontiers in Optics (FiO) 2013/Laser Scienca (LS) XXIX, FW2C. 4
    • Place of Presentation
      Orland, U.S.A
    • Year and Date
      2013-10-09
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 単一光子を用いた決定論的EPR-Steeringの検証II2013

    • Author(s)
      不破麻里亜、武田俊太郎、水田貴裕、Howard Wiseman、Marcin Zweirz, 古澤明
    • Organizer
      日本物理学会第68回秋季大会、26aBB-3
    • Place of Presentation
      徳島大学 常三島キャンパス(徳島県)
    • Year and Date
      2013-09-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 連続量の手法を用いた量子ビットのエンタングルメントスワッピング2013

    • Author(s)
      武田俊太郎、不破麻里亜、水田貴裕、古澤明
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス、広島県
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 単一光子を用いた決定論的EPR-steeringの検証2013

    • Author(s)
      不破麻里亜、武田俊太郎、水田貴裕、H. Wiseman、M. Zwierz、古澤明
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス、広島県
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Time-bin qubitの連続量量子テレポーテーション2012

    • Author(s)
      水田貴裕、武田俊太郎、不破麻里亜、古潭明
    • Organizer
      日本物理学会67回秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学、神奈川県
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Generation of time-bin qubits for continuous-variable quantuminformationprocessing2012

    • Author(s)
      S. Takeda, T. Mizuta, M. Fuwa, J. Yoshikawa, H. Yonezawa, andA. Furusawa
    • Organizer
      QCMC 2012
    • Place of Presentation
      Wien, Austria
    • Year and Date
      2012-08-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Conditional quantum teleportat ion of non-Gaussian non-classical statesof light2012

    • Author(s)
      H. Benichi, S. Takeda, L. Mista Jr., R. Filip and A. Furusawa
    • Organizer
      QCMC 2012
    • Place of Presentation
      Wien, Austria
    • Year and Date
      2012-07-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.alice.t.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.alice.t.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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