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半導体による量子もつれ光子の発生・制御およびデコヒーレンスに関する研究

Research Project

Project/Area Number 16204018
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

枝松 圭一  東北大, 電気通信研究所, 教授 (10193997)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小坂 英男  東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20361199)
三森 康義  東北大学, 電気通信研究所, 助手 (70375153)
石原 一  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (60273611)
安食 博志  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (60283735)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥43,420,000 (Direct Cost: ¥33,400,000、Indirect Cost: ¥10,020,000)
Fiscal Year 2005: ¥27,300,000 (Direct Cost: ¥21,000,000、Indirect Cost: ¥6,300,000)
Fiscal Year 2004: ¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
Keywords量子もつれ / 光物性 / 量子光学 / 非線形光学 / 励起子分子 / 二光子共鳴散乱 / CuCl / ポラリトン
Research Abstract

本研究課題では,半導体の励起子分子準位に共鳴した二光子共鳴散乱(ハイパーパラメトリック散乱)を利用した量子もつれ光子対の生成に関し,
1.バルクおよび微小共振器構造半導体の二光子共鳴散乱を用いた量子もつれ光子対の効率的な発生および制御方法を開発すること,
2.発生した光子対の量子もつれの状態を検出・評価することによって,半導体中の二励起子ポラリトン状態の位相緩和過程と量子状態のデコヒーレンスの制御に関する新たな知見を得ること,
の二点を目的とした研究を行っている.本年度の研究実績の概要を以下に記す.
1.CuCl結晶の励起子分子二光子共鳴散乱による量子もつれ光子対の生成実験の結果をNature誌に発表した.
2.本年度導入した高繰り返し超短パルスチタンサファイアレーザを励起光源とする実験系を構築し,光子対の観測における偶然の二光子計数による寄与を無視できうる程度に低減した.その結果,偶然の二光子計数の寄与を差し引くことなく,より良質かつ効率の高い量子もつれ光子対の発生・検出を実現することに成功した.
3.半導体ナノ構造における二光子共鳴散乱の増強効果の理論的研究を行い,半導体微小共振器構造との共鳴効果によって,二光子共鳴散乱の効率が飛躍的に大きくなる可能性を見出した.

Report

(1 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2005 2004

All Journal Article (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Parameters of a driven Janynes-Cummings Hamiltonian2005

    • Author(s)
      H.Ajiki
    • Journal Title

      Journal of Optics B : Quantum and Semiclass.Opt. 7

      Pages: 29-34

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Validity of semiclassical treatment of optical response in Cavity systems2005

    • Author(s)
      H.Ajiki
    • Journal Title

      Physical Review B 71

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 量子情報通信と半導体量子光学2005

    • Author(s)
      枝松圭一
    • Journal Title

      学術月報 58・4(掲載予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 半導体の励起子分子を用いた量子もつれ光子対の発生2005

    • Author(s)
      大畠悟郎, 枝松圭一
    • Journal Title

      日本物理学会誌 60・5(掲載予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Generation of ultraviolet entangled photons in a semiconductor2004

    • Author(s)
      K.Edamatsu, G.Oohata, R.Shimizu, T.Itoh
    • Journal Title

      Nature 431

      Pages: 167-170

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation of two-photon nonlinearity by semiclassical method2004

    • Author(s)
      K.Koshino, H.Ishihara
    • Journal Title

      Physical Review Letters 93

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 量子もつれ光子対の発生方法2004

    • Inventor(s)
      枝松 圭一, 伊藤 正
    • Industrial Property Rights Holder
      科学技術振興機構, 東北大学
    • Industrial Property Number
      2004-124716
    • Filing Date
      2004-04-20
    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2020-05-15  

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