量子干渉と推定法を用いた光の波動関数を測定する方法に関する研究
| Project/Area Number |
21K04919
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
張 贇 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00508830)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 淳 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70565332)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
|
|---|
| Keywords | 2光子干渉 / 波動関数 / 単一光子状態 / 光子干渉 / 量子干渉 / 量子推定 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では，連続変数量子光学のホモダイン検出器を用いてこれまでに単一光子検出器による実現した量子相関関数を測定し，測定した相関関数から統計学の推定法を用いて光状態の波動関数を求める新たな方法の探求をめざす．そして，この新しい技術を用いた量子通信の潜在能力を最大限に引き出し，量子通信の実現するための必要な基盤技術を確立する．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
異なる光ソース間の2光子干渉は，フォトニック量子情報や量子技術における一つ重要技術である．本年度では，弱いコヒーレント状態と位相ランダム化された弱いコヒーレント状態，単一光子状態，または熱状態間三種類の2光子干渉を実験的に行った．二つ弱いコヒーレント状態の干渉について，弱いコヒーレント状態の2 光子状態による同時計数率を差し引くことで，0.5 以上の HOM ビジビリティを確認できた．同じ方法を使用して，ビームスプリッターで二つ偏光直交弱いコヒーレント状態を組み合わせることによってBell-CHSH 不等式違反も実証した．また、自発パラメトリック下方変換生成された光子対から，伝令付き手法で単一光子状態 ( heralded photon)を発生し，弱いコヒーレント状態の間との2光子干渉実験も行った．これらの結果は，将来量子情報技術の発展に貢献できる．
また, 理論上には、相対論的なスピン1/2粒子を、静止枠でスピンダウンしたガウス波動関数で記述した特定のモデルを用いる。移動する観測者のための粒子の状態ベクトルを導き出すために、粒子のスピンと運動量を絡めたウィグナー回転を使用してこの移動フレームの波動関数に基づき、任意の移動観測者の推定精度の限界を設定する対称対数微分（SLD）cramer-Rao境界を得ることができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
量子干渉により波動関数の測定を本研究の目的である。2年目に思い3種類の量子干渉実験を行いました。また、理論上には、移動する観測者のための粒子の状態ベクトルを導き出すために、スピン1/2粒子をスピンダウンしたガウス波動関数で記述した特定のモデルを用いることで、任意の移動観測者の推定精度の限界を設定する対称対数微分（SLD）Cramér-Rao境界を得ることができた。optics expressとphysical review Aの雑誌で2編論文を発表しました。
|
| Strategy for Future Research Activity |
光子のガウス波動関数で記述した特定のモデルを用いることで、干渉結果により波動関数の推定モデルを構築。
|
Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
