2019 Fiscal Year Annual Research Report
連結共振器による光量子エンタングルド状態の保存と取り出しの研究
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18H01149
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉川 純一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60589943)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 量子エンタングルメント / 光パラメトリック発振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二組の連結した光共振器システムの中に単一光子の重ね合わせ量子ビット状態となる量子エンタングルメントを保存し、タイミングを制御して取り出すことを目的とする。先行研究において、連結した光共振器に光の量子状態を閉じ込める技術を独自に開発し、それを二組用いて単一光子状態のタイミングを同期して干渉させることに成功している。この連結共振器のシステムは、将来的に様々な光の量子状態を内部に生成して閉じ込め、好きなタイミングで放出できる、万能な量子状態準備器に発展する可能性を秘めており、光を用いた量子情報技術の発展において極めて重要なものである。しかし、先行研究においては、単一光子状態という位相不敏感な状態を扱ったのみであった。エンタングルド状態等の様々な量子状態を保存するためには、光の位相情報まで保持するシステムが必要である。本研究は万能な量子状態準備器の実現に向けた一歩である。
二組の連結共振器の共振周波数をチューニングし、同期して駆動することに成功した。また、それぞれの連結共振器から光パラメトリック下方変換を起こし、アイドラー光を安定して干渉させることに成功した。これにより、連結共振器間に跨った単一光子状態を、位相を安定して生成することができた。量子状態推定から、エンタングルメントが保持できていることが確認できた。保持したエンタングルメントは、タイミングをコントロールして放出できた。また、量子ビットとしてのパラメータ変更もいくつか試すことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
二組の連結共振器間に跨ったエンタングルメントを保持し、コントロールすることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
生成する量子エンタングルメントの質を向上させたり、放出のタイミング差をつける等の実験を行い、より汎用的な装置とすることを目指す。
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