2018 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of on-demand entangled photon sources in solid state nanostructures
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16H03821
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
後藤 秀樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主席研究員 (10393795)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
俵 毅彦 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主幹研究員 (40393798)
国橋 要司 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 研究主任 (40728193)
眞田 治樹 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 特別研究員 (50417094)
章 国強 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (90402247)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | もつれ光子 / 酸化エルビウム / 半導体ナノワイヤ / 量子ドット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、量子情報処理の基本的な要素である、通信波長帯でのオンデマンドなもつれ光子源の実現を目的とし、固体ナノ構造の発光特性の解明に取り組み、その波長を始めとするスペクトル特性の高度な制御技術を確立させる。この取り組みで得られた成果を用い、高効率なもつれ光子発生装置を構築し、量子通信の大規模化、光量子コンピューティングの実現など量子情報の発展と実用化に貢献する。
基本方針としては、固体ナノ構造の作製、光非線形による波長変換、フォノン物性などの分野で学術的に貢献するとともに、量子情報にとどまらず、光・電子工学への応用を通して、近年・未来の技術的課題と社会的要請に応えるというものである。
以上の目的を達成するため、もつれ光子発生のため、2種類の固体ナノ構造を研究対象とし、(1)量子ドットから発生する単一光子を用いたもつれ光子対の発生、(2) 酸化エルビウム（Er2O3）結晶を用いたもつれ光子対の発生、(3) 高制御性ナノワイヤ量子ドット形成の3つの研究項目に取り組み、目的達成のための要素技術の確立を目指した。
全ての項目に関して研究が進展し、論文、国内会議での発表、特許出願を行った。ナノワイヤに関しては、Science Advance誌での発表と報道発表を実現させた。
今後は、量子ドットから発生する単一光子を用いたもつれ光子対の発生では、波長1.5μmでの光子発生を目指すとしていたが、ノイズ発生の懸念があるため、波長1.3μm付近での光子発生も検討する。酸化エルビウム（Er2O3）結晶を用いたもつれ光子対の発生に関しては、Er2O3のコヒーレンス抑制の手段に関して成果が得られているので、これを用いて、特性のよい強結合効果の実現を目指す。高制御性ナノワイヤ量子ドット形成では、ナノワイヤの配列とそれぞれのサイズの制御性を高めるため、研究期間に実現した技術を発展させていく。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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