2018 Fiscal Year Annual Research Report
Universal quantum operation on optical frequency states(Fostering Joint International Research)
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15KK0164
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 俊 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10403130)
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| Project Period (FY) |
2015 – 2018
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| Keywords | 量子光学 / 量子情報 / 単一光子 / 波長変換 / 量子ネットワーク / 量子エレクトロニクス / 微小共振器 / 量子コンピューター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は本研究課題において昨年度滞在し、実験を行ったサセックス大学での共同研究であるトラップされたイオンから発生した単一光子の周波数を変換および１０kmの光ファイバー送信の成果をハイインパクトな雑誌であるPhysical Review Letters誌に論文掲載を果たし、プレスリリースを含め、成果を広く普及させることができた。また、さらなる国際共同研究の強化のために、サセックス大学のグループと新たな共同研究テーマを設定し、予算獲得のための活動を双方で行っている。本研究では非線形光学効果の増強による光子源や光子の量子操作を可能にする量子光学を目指しており、本課題である「光周波数領域におけるユニバーサル量子操作」では、光周波数を基底状態とした多次元ヒルベルト空間上の量子操作を研究を行った。多重化を現実的な励起光強度で実現するためには、非線形光学効果の増強が重要となる。高いQ値を実現する微小光共振器においてはこの非線形光学効果の増強が顕著であり、様々な非線形光学現象が観測されている。現在、このような理想的な光共振器はWhispering-Gallery Mode(WGM)型のものが世界的に研究されており、高いQ値が実現されている。微小光共振器のうち、ボトル型光共振器の作成の自動化した微小共振器作成方法を確立し、その利用を行った。また、2次の非線形光学結晶であるPPLN導波路に光共振器構造を付加することで、非線形光学効果を増強し、高効率なパラメトリック増幅を実現し、これによる単一光子発生の確認を行った。
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[Int'l Joint Research] ペンシルベニア州立大学(米国)2018
Year and Date
2018-08-30 – 2018-10-07
Country Name
U.S.A.
Counterpart Institution
ペンシルベニア州立大学
Co-investigator Overseas
Sahin Ozdemir
Department
Engineering Science
Job Title
准教授
Change Date
2018年7月19日
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[Int'l Joint Research] サセックス大学(英国)2017
Year and Date
2017-09-01 – 2017-09-30
Country Name
UNITED KINGDOM
Counterpart Institution
サセックス大学
Co-investigator Overseas
Matthias Keller
Department
電子分子光物理グループ
Job Title
グループリーダー
Change Date
2018年7月19日
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[Int'l Joint Research] ワシントン大学セントルイス(米国)2016
Year and Date
2016-04-26 – 2016-10-01
Country Name
U.S.A.
Counterpart Institution
ワシントン大学セントルイス
Co-investigator Overseas
Lan Yang
Department
電気電子システム工学
Job Title
教授
Change Date
2018年7月19日
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