単一高次光子－単一高次電子間のスピン軌道量子インターフェースの開拓

• Project/Area Number: 25K01687
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 森田 健 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30448344)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 揖場 聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90647059) ; 中嶋 誠 大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (40361662)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2026: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2025: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
• Keywords: 単一高次光子 / 単一高次スピン / 半導体量子ディスク・リング構造

Outline of Research at the Start

光子の偏光状態と電子のスピン状態は，スピン（SAM）状態を介した量子状態変換が可能であり，単一光子―単一電子間のSAM量子インターフェースは確立されている．光子は偏光状態以外にも，空間構造を決める軌道（OAM）状態が存在し，この空間状態はより多くの情報を単一光子に詰め込むことができる．本研究課題では，量子ディスク・リング構造中の単一状態を利用し，SAM・OAM両方を持つ単一高次光子―単一高次電子の量子状態変換を実現する．それにより，大容量量子情報通信を可能にする半導体を用いたSAM・OAM量子インターフェースを確立する．