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量子通信理論は、量子現象を利用する通信方式の可能性を示唆し新たな通信分野を開拓し、飛躍的な通信量の増大を実現する。量子雑音限界を越える理論としてスクィズド光の研究がなされてきた実績を踏まえ、量子通信理論はつぎの段階に入ろうとしている。より有効に量子効果を通信理論に適用するためには本質的にSchroedinger波動関数の位相が最重要な物理量であるが、現在まで如何に位相から情報を取りだすかといった研究はあまりなされていない。本研究はこの位相に着目し、この位相から情報を得るための量子力学に基づく手法による量子状態制御を最終目的とし以下の2項目を研究対称とした。
(1)量子状態の位相の乱れに関する解析:(2)サーフェスおよびインターフェイスラフネスモデルによる量子状態の乱れの解析:
具体的には、(1)量子状態の位相と多粒子系相互作用の解析:多粒子系との相互作用モデルとして多ポテンシャルモデルによる量子状態の散乱ならびに位相の乱れの解析を行った。(2)多層膜ミラーによる反射実験データによる解析:量子状態の多ポテンシャル散乱による位相の乱れおよび状態の変化に関する実験データが必要である。金属多層膜(ニッケル-チタン等)は量子状態を解析する上で多ポテンシャルモデルがそのまま使える良い素材でありその表面あれ測定技術の向上により、オングストロームオーダーの表面の乱れまで測定可能である。
量子力学的基礎実験を共同で行っている京都大学原子炉実験所および原子力研究所東海研究所で量子状態の散乱に対する実験を行ない、そのデータよりサーフェス、インターフェースラフネスの量子状態の反射及び透過ならびに位相のみだれに対する影響を明らかにした。
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