| Project/Area Number |
23K23233
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| Project/Area Number (Other) |
22H01965 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 29030:Applied condensed matter physics-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藪野 正裕 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 主任研究員 (70777234)
BAEK SOYOUNG 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70826172)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 量子もつれ / 光子 / 量子計測 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では「多数の量子が多数の相関状態として存在する」現象である量子もつれを利用し、多数パラメータ計測を高分解能化する「多次元量子計測」を実証する。この目的のため、本研究では光子を計測プローブ量子として、バーストモード光子発生、超伝導アレイ型光子数検出器、光路の高速フーリエ変換、機械学習システムを開発し、従来技術の課題である光子間の高い非線形相互作用を要せず、多光子多モード量子もつれの発生、検出技術を一挙に確立する。本研究提案が実証されれば、イメージングや分光等、より一般的な多数パラメータ計測技術の「量子化」に大きな展望が拓かれることとなる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Toward the demonstration of a burst-mode single-photon generator, we developed high-indistinguishability heralded single-photon sources via modulated-poled crystals, a low-loss electro-optic router and spatial multiplexing of heralded single photons, fiber-based all-optical quantum memory, and a low-loss, polarization-independent single-photon switch. A fast-Fourier transformation circuit is developed by utilizing the spatial and polarization degrees of freedom. Moreover, we demonstrated superconducting micro-strip and wide-strip single-photon detectors both of which have the potential of the photon-number resolving capability.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
量子もつれ光子を導入した計測科学は従来の光計測の分解能を向上する潜在性をもつ。本研究では、光子を用いた量子計測の研究を実現するための光子発生、操作、検出における重要技術の実証に成功した。実証された技術は量子計測だけでなく、光子を用いた量子技術一般にも適用できるものである。本研究で実証された技術は、今後、量子計測の実験研究の発展に貢献すると期待される。
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