Demonstration of coherent bifurcation toward realization of optical quantum computing

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20351
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Takase Kan 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70963990)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: 非ガウス型状態 / 伝令付き状態生成 / 量子コンピュータ

Outline of Final Research Achievements

When the wave function of quantum light is given by a Gaussian function, coherent bifurcation is used to split it into a sum of displaced Gaussian functions. In the original proposal, coherent bifurcation required an operation called a universal squeezer, which was difficult to implement experimentally. Therefore, the researchers simplified the coherent bifurcation by using Bloch Messiah decomposition. This simplified coherent bifurcation was demonstrated by photon number measurement up to three photons.

Free Research Field

連続量量子情報処理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、申請者が提案しているGKP量子ビットの生成手法の最も基礎となる技術である。本研究をさらに発展させることで光進行波中にGKP量子ビットを生成する難易度が大幅に低下し、光量子コンピュータ上で量子誤り訂正を実行可能になる。光量子コンピュータは優れたスケーラビリティや常温常圧での稼働、高いクロック周波数などからいち早い実用化が期待されており、本研究は量子技術の社会実証を推進する役割を果たしている。