| 研究課題/領域番号 |
12555008
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
竹内 繁樹 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (80321959)
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| 研究分担者 |
長谷川 俊夫 三菱電機株式会社, 情報技術総合研究所, 研究員
笹木 敬司 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2000年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
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| キーワード | 単一光子 / 量子暗号 / 量子情報 / 量子通信 / パラメトリック螢光 / 光子 / パラメトリック蛍光 / パウメトリック螢光 |
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| 研究概要 |
近年、量子力学の本質的な性質を直接利用する、量子情報通信処理が注目されている。その実現のためのキーデバイスのひとつが、光子を1つづつ射出することの可能な「単一光子源」である。最近になってさまざまな研究が行われているが、1パルス内に光子が存在する確率が0.1以下と小さく、大きな問題となっていた。
本研究では、パラメトリック蛍光対を動的に制御することにより、パルス内に光子が1つだけ存在する「単一光子状態」の生成を目指し研究を行った。パラメトリック蛍光対のうちの一方の光子の検出信号によって、もう一方の光子の射出をシャッターで制御することにより、パルス内に光子が確実に1つある状態を作ろうというものである。本研究の提案時には、最終目標として、「繰り返し数10kHzで、数ナノ秒幅のパルス内に光子が1つだけ存在する状態」の生成可能な単一光子源の実現を掲げた。
その結果、平成12年度に、光子対ビームの生成と評価、単一光子源発生装置の設計を行い、平成13年度には技術的な課題であった「高速高透過率シャッター」および光ファイバを用いた「光子遅延部」の開発に成功し、発生装置全体の構築もほぼ成功した。残念ながら終了前に、アルゴンレーザーのトラブルに見舞われ予定が遅れたが、その後JSTのさきがけ研究の支援なども仰ぎながら研究を継続、平成14年12月には、もともと目標であった10kHzでのゲート動作、光子の切り出し(1ns)とその光子数分布(P(1)=0.4)に成功した。
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