量子状態制御光通信方式とその基本デバイスの開拓

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03402033
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 辻井 重男 東京工業大学, 工学部, 教授 (50020350)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浅田 雅洋 東京工業大学, 工学部, 助教授 (30167887) ; 坂庭 好一 東京工業大学, 工学部, 教授 (30114870) ; 古屋 一仁 東京工業大学, 工学部, 教授 (40092572) ; 伊賀 健一 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10016785) ; 広田 修 玉川大学, 工学部, 教授 (40114889)
• Keywords: 量子状態制御 / 光通信システム / 量子通信理論 / 受信量子状態制御 / 条件付ユニタリ / スクィズド光

Research Abstract

本年度の研究実績を要約すると次のようになる。
1.共振器型スクィズド光発生装置の設計
昨年試作した非線形素子(KTP)による光第2高調波(SHG)発生装置の高効率化を達成するため、KTPを共振器内に閉じ込める共振器型の試作を行った。一般のSHGの実験と異なり基本波がスクィズド光としての信号となるため、共振器のコンフォーカルレンズに対して新たに最適設計を行い基本波が十分共振器外に取り出せる事を確認し、かつ効率60%の実現の見直しを得た。
2.非線形材料の新しい設計法の確立
スクィズド光生成のために強い非線形性が必要であるが、これまで全く無視されていた非線形感受率の虚部が生成過程に大きな役割を果たすことを見い出し、そのスクィズド現象との関係を明かにし、かつ最適化問題を解決した。
3.量子通信のための基礎理論の開発
量子通信が従来の光通信より優位である事を理論的に実証するためにスクィズド光を含む量子状態制御法に関する基礎理論を開発した。特に量子雑音の新しい基本特性を明かにし、それらを記述する新しい数学的手法を開発した。これに基づき光Kerr効果とスクィザーの結合による新しい量子状態制御法を提案し、その特性を数値的に明らかにした。
4.スクィズド光の検出装置の効率化
昨年試作した自己ホモダイン検波システムの干渉効率を85%に高める事が可能となり、バランスドホモダインの基礎実験を完了した。続いて、バランスドによるショット雑音のキャンセルを確認する実験を行っている。

Research Products

• [Publications] 大崎 正雄: "減衰量子チャンネルの新しい作用素表現に関する考察" 電子情報通信学会論文誌A. VOL.J76-A No.8. 1059-1065 (1993)
• [Publications] Tsuyoshi SASAKI: "Elimination of nonlinear PM and FM noises in optical amplifier repeater systems by squeezer" SPIE-The International Society for Optical Engineering. 2024. 52-59 (1993)
• [Publications] Suthichai NOPPANAKEEPONG: "SHGとパラメトリック増幅過程のスクィズィングスペクトル" 電子情報通信学会 信学技報. 7-12 (1994)
• [Publications] 佐藤 毅: "光パラメトリック増幅過程における複素感受率の役割" 電子情報通信学会 信学技報. 1-6 (1993)
• [Publications] 佐々木 毅: "新しい量子状態変換機構の一提案" 電子情報通信学会 信学技報. 19-24 (1993)
• [Publications] 東山 浩幸: "スクィズド状態における位相の量子雑音解析" 電子情報通信学会 信学技報. 13-18 (1993)
• [Publications] 西東 輝晶: "量子通信過程のエントロピー評価に関する一考察" 電子情報通信学会 信学技報. 19-24 (1993)
• [Publications] 佐々木 毅: "スクィズド状態光生成過程における複素非線形感受率の虚部の効果" 日本物理学会 第48回年会. (1993)
• [Publications] 笠井 克幸: "スクィズド状態と非線形感受率の虚数成分" 第40回応用物理学関係連合講演会. (1993)
• [Publications] 姥山 直之: "スクィザーによる光増幅中継系における非線形PMとFM雑音の消去" 電子情報通信学会 春季大会. 89 (1993)
• [Publications] Osamu HIROTA: "On a relation between operation theory and conditional isometric operator" 統計数理研究所共同研究リポート. 49. 57-64 (1993)