2010 Fiscal Year Annual Research Report
光子・固体間の単一光子レベル非線形相互作用を介した量子演算素子の開発
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22244035
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
枝松 圭一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (10193997)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越野 和樹 東京医科歯科大学, 教養部, 准教授 (90332311)
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| Keywords | 光物性 / 量子情報 / 量子光学 / 非線形光学 |
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| Research Abstract |
走査型微小共振器の開発:
固体内にランダムに存在する少数準位量子系(局在電子準位や量子ドット等)と光微小共振器との最適結合を容易に達成するための,走査型微小共振器を開発している.この共振器は探針部分と試料を保持する基盤部分とで構成され,対象系を共振器モードの最適位置に配置することが可能である.本年度は,このような走査型微小共振器の設計・開発を行った.FDTD法による電磁場解析を行い,最適な共振器構造を設計すると共に,高精度三次元ピエゾステージを導入して,共振器走査のためのフィードバック制御システムの製作に着手した.
単一量子系の光応答:
CVD法で作成したダイヤモンド薄膜中のNV中心試料の顕微発光分光を行い,その発光スペクトル,励起スペクトル,それらの温度変化等の基礎データを収集した.
二準位,三準位量子系を用いた単一光子トランジスタの理論:
これまでの量子光学では,.量子発光体として二準位系を対象としていたが,ラダー型三準位系・ラムダ型三準位系などの多準位系に拡張し新現象を探索した.量子発光体を一次元光子場と結合させると,低次元性のために入射光と物質からの輻射とが不可避的に干渉し,高次元の場合と比較して散乱効率が劇的に増強される.その応用例として,ラムダ型三準位系と光子とを反射型配置で相互作用させると,物質と光子の量子情報を決定論的に交換できることを示し,物質を光量子ビットの一時的メモリとしで活用する新型光量子ゲートを提案した.
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