2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25247068
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 量子情報処理 / 量子情報 / 量子暗号 / 量子コンピューター / エンタングルメント / 量子媒体転送 / 多体量子系 / 量子ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「異種多体系量子操作の基盤技術の開拓」とは、量子情報処理の系として乱立している光子・スピン系・原子・分子・イオン・Josephson素子等々が一つに淘汰される可能性はなく最終的に混在が予想されるため、異種多体系の間で量子情報を転送あるいは演算を行う基盤技術（ここに切り込む人は少ない。皆自分の領域に閉じこもろうとする）を今のうちから開拓するものである。
異種系を取り持つのは光子であり、系ごとに共鳴周波数が異なるため、まず必要となる「entanglementを壊さずに単一光子の周波数変換」を行う研究を推進して来たが、2015年度はその集大成として「周波数空間での二光子干渉」（従来は実空間での同一周波数の二光子干渉）の実証実験を行い、Nature Photonics（IF=32.4）に論文を発表した。本題の異種系間操作としてはメタマテリアル中のプラズモンを用いた「entanglement抽出実験」を行い、Scientific Reports（IF=5.6）に論文を発表した。（報道は備考欄のウェブサイト等参照。）
また、可視光では我々が過去に初めて成功した「集団雑音下でのentanglementの保護実験（2003年のNature）」は通信波長帯（1.5μm近辺）では困難とされていたが、2015年度に初めて成功し、Opt. Exp.誌（IF=3.6）に論文を発表した。また基礎技術である量子tomographyの最適化について前年の光子系の姉妹論文となる「核スピン系」の論文をPhysical Review B（3.8）に発表した。
応用となる量子暗号の新しいアイデア論文も４件［New J. Phys.（IF=3.6）が１件、Physical Review A（IF=2.8）が３件］を発表した。
以上により異種多体系量子操作の基盤技術の発展に大きく寄与した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
日経http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=412136&lindID=5
日経BP http://www.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/04/20/11383/?rt=nocnt
ﾔﾌｰﾆｭｰｽhttp://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160421-00000042-it_eetimes-sci
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[Journal Article] Frequency domain Hong-Ou-Mandel Interference2016
Author(s)
Toshiki Kobayashi, Rikizo Ikuta, Shuto Yasui, Shigehito Miki, Taro Yamashita, Hirotaka Terai, Takashi Yamamoto, Masato Koashi and Nobuyuki Imoto
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Journal Title
Nature Photonics
Volume: doi:10.1038/nphoton.2016.74
Pages: 5 pages
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Optical vortex emission from a half-bottle microstructure2015
Author(s)
Y. Takeuchi, M. Asano, S. Komori, S. K. Ozdemir, R. Ikuta, T. Yamamoto, L. Yang, N. Imoto
Organizer
The 2nd International Symposium on INTERACTIVE MATERIALS SCIENCE CADET PROGRAM (iSIMSC-2)
Place of Presentation
Senri Hankyu Hotel, Osaka, Japan
Year and Date
2015-11-18 – 2015-11-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Observation of Hong-Ou-Mandel interference by using a frequency-domain beamsplitter2015
Author(s)
T. Kobayashi, R. Ikuta, S. Yasui, S. Miki, T. Yamashita, H. Terai, M. Fujiwara, T. Yamamoto, M. Sasaki, Z. Wang, M. Koashi, N. Imoto
Organizer
CLEO/Europe-EQEC 2015
Place of Presentation
International Congress Centre (ICM), Munich, Germany
Year and Date
2015-06-21 – 2015-06-25
Int'l Joint Research
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[Presentation] Quantum Entanglement Distillation Using an Optical Metamaterial2015
Author(s)
M. Bechu, M. Asano, M. Tame, S. K. Ozdemir, R. Ikuta, T. Yamamoto, D. O. Guney, L. Yang, M. Wegener, N. Imoto
Organizer
CLEO:2015
Place of Presentation
San Jose Convention Center, San Jose, CA, USA
Year and Date
2015-05-10 – 2015-05-15
Int'l Joint Research
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