2021 Fiscal Year Annual Research Report
Onchip quantum photonic circuit integrated with superconducting single photon detectors
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19H02206
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
三木 茂人 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 主任研究員 (30398424)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺井 弘高 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 室長 (10359094)
宮嶋 茂之 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 主任研究員 (50708055)
藪野 正裕 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 研究員 (70777234)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導単一光子検出器 / 量子光学回路 / 超伝導論理回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光導波路、超伝導単一光子検出素子(SNSPD)、および超伝導単一磁束量子(SFQ)を集積化することにより、大規模量子光学回路を実現するための基盤技術を開発することが研究目的となっている。量子光学回路を実現する為の基本構成要素となるSNSPD素子とSFQ回路を用いた２光子同時計数回路の開発を行い、正常動作することを昨年度までにおいて確認した。そこで、今年度は開発した２光子同時計数回路を用いて、実際に非古典もつれ光子対源の2光子干渉観測を行い、明瞭な２光子干渉の観測に成功した。これにより、本研究で提案したSNSPD、SFQ回路による光子同時計数回路が量子光学回路の後段処理で有効に機能することが確認出来たといえる。また、昨年度から光導波路による量子光学回路と、別チップ上に形成された超伝導単一光子検出素子を貼り合わせることにより、集積化を実現する手法を検討している。今年度は、実際にこれらを貼り合わせて、室温における超伝導素子の光吸収率の評価を実施したが、光導波路と超伝導素子間に空間的な間隙が生じる事から、残念ながら良好な吸収特性は得られなかった。そこで、シリコン光導波路とSNSPD素子間において空間的な隙間が生じても光結合が得られるような光導波路構造を検討し、有限要素法による光吸収率のシミュレーションを実施した。その結果、超伝導ナノワイヤとシリコン光導波路の間に空間的な隙間が生じても超伝導ナノワイヤへの吸収が可能であることを確認した。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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