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共振器量子電気力学系の非局所コヒーレント結合の研究

Publicly Offered Research

Project AreaScience of hybrid quantum systems
Project/Area Number 16H01055
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

青木 隆朗  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10343146)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥23,660,000 (Direct Cost: ¥18,200,000、Indirect Cost: ¥5,460,000)
Fiscal Year 2017: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Fiscal Year 2016: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Keywords量子エレクトロニクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究では前年度(平成28年度)に、ナノ光ファイバー共振器とセシウム原子を用いた全ファイバーキャビティQED系を2台独立に構築したが、ナノ光ファイバー共振器は光ファイバーそのものに作り込まれた全ファイバー共振器であるため、光ファイバーを用いて複数の共振器を低損失に接続できる。この特長を活かし、今年度(平成29年度)は、2台の共振器QED系を1本の光ファイバーで融着接続し、全ファイバー結合共振器QED系を構築した。このような結合共振器QED系の構築は、世界で初めての成果である。(1)いずれの共振器にも原子をロードしない場合(2)1台の共振器のみに原子をロードした場合(3)両方の共振器に原子をロードした場合の3通りについて、弱励起領域での透過スペクトルを測定した結果、複数の共振器QED系がコヒーレントに結合した系における、原子と非局在光子のコヒーレント結合モードの観測に成功した。また、原子と非局在光子の相互作用が、共振器QED系を繋ぐファイバーチャンネルの長さに依存しないことから、非局在光子がファイバーチャンネル光子の成分を含まないことが示された。この成果は、多数の共振器QED系がコヒーレントに結合した大規模量子ネットワークの構築につながり、そのような系における光子の量子多体系の実現や、巨視的量子エンタングルメントの生成、光子の結晶化の観測、光子の量子相転移現象の観測、分散型量子計算への応用といった展開が期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results)

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      Yuya Yonezu, Kentaro Wakui, Kentaro Furusawa, Masahiro Takeoka, Kouichi Semba, and Takao Aoki
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 12985-12985

    • DOI

      10.1038/s41598-017-13309-z

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    • Author(s)
      Kentaro Wakui, Yuya Yonezu, Takao Aoki, Masahiro Takeoka, and Kouichi Semba
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56 Issue: 5 Pages: 058005-058005

    • DOI

      10.7567/jjap.56.058005

    • NAID

      210000147747

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      H. Endo, M. Fujiwara, M. Kitamura, T. Ito, M. Toyoshima, Y. Takayama, H. Takenaka, R. Shimizu, N. Laurenti, G. Vallone, P. Villoresi, T. Aoki, and M. Sasaki
    • Journal Title

      Opt. Express

      Volume: 24 Issue: 8 Pages: 8940-8940

    • DOI

      10.1364/oe.24.008940

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      大阪大学 豊中キャンパス
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      2017-03-17
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      Takao Aoki
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    • Author(s)
      青木隆朗
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      上智大学軽井沢セミナーハウス
    • Year and Date
      2016-12-08
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  • [Presentation] トロイド型微小光共振器を用いた微弱光による相互位相変調2016

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      平林裕貴, 牛見聡仁, 稲田賢, 島田皓平, 吉田哲也, 青木隆朗
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    • Place of Presentation
      金沢大学 角間キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-13
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  • [Presentation] ナノ光ファイバーとダイヤモンドナノワイヤの高効率結合系2016

    • Author(s)
      米津佑哉, 和久井健太郎, 仙場浩一, 青木隆朗
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学 角間キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-13
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  • [Presentation] All-fiber cavity QED system for quantum networks2016

    • Author(s)
      Takao Aoki
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      CEMS Topical Meeting on Cold Atoms
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Year and Date
      2016-06-10
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 反応性イオンエッチングによるダイヤモンドナノワイヤの作製2016

    • Author(s)
      和久井健太郎、米津佑哉、青木隆朗、仙場浩一
    • Organizer
      量子情報技術研究会
    • Place of Presentation
      高知工科大学
    • Year and Date
      2016-05-30
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  • [Presentation] ナノ光ファイバーとダイヤモンドナノワイヤの高効率結合系2016

    • Author(s)
      米津佑哉、和久井健太郎、青木隆朗、仙場浩一
    • Organizer
      量子情報技術研究会
    • Place of Presentation
      高知工科大学
    • Year and Date
      2016-05-30
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      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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