| 研究課題/領域番号 |
16H02214
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子・分子・量子エレクトロニクス
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
井元 信之 大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員 (00313479)
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| 研究分担者 |
早坂 和弘 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所量子ICT先端開発センター, 研究マネージャー (10359086)
山本 俊 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10403130)
三木 茂人 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (30398424)
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| 研究協力者 |
生田 力三
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2018年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2017年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2016年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
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| キーワード | 量子情報 / 量子測定 / 量子テレポーテーション / 光量子情報処理 / 超伝導光子検出器 / イオントラップ / 量子周波数変換 / 原子トラップ / 量子光学 / 量子エレクトロニクス / 量子情報処理 / 弱値 / 量子光工学 / 超伝導素子 / 量子通信 / 光通信 / エンタングルメント / 多体量子系 / 波長変換 / 超伝導光検出器 |
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| 研究成果の概要 |
系に対する量子測定の作用を利用する新奇な多体量子状態生成・制御・評価を行った。(1)周波数変換付き単一光子検出器を用いた量子メモリの書き込み読み出し、(2)高時間分解超伝導光子検出器を用いた非同期光子多光子干渉、および(3)「弱値」の新しい使い道の提案と実証である。(1)は多体Rb原子やCaイオンが発する近可視光赤外光子を通信光子に波長変換し、離れた場所で読み出した。(2)は複数光子を同期させる必要のない非同期光源を用い、観測段階で同期成分を抽出することに成功した。(3)は弱値の新しい使い道として「その光子に施した操作の実効的効果の向きと大きさ」という新しい意義を理論的に見出し、実証実験した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ダイナミクスを使う従来方法でなく「量子観測の反作用」を使って多体系の量子状態の生成・制御・評価を行ったことは学術的に新奇であるだけでなく、得られる効果が通常の方法で得られない域に達している。テクノロジー的には、(1)必ず必要となる「量子状態を変えない波長変換」を用い、固定量子ビットの代表である量子メモリと飛行型量子ビットの代表である光子の波長不整合を解消したこと、また(2)高時間分解超伝導光子検出器で事後に選択することにより「長距離通信に向かない同期光子パルス」を不要としたこと、そして(3)新概念「弱値」の新しい使い道を提案実証したことである。これらにより今後の技術革新に資する結果が得られた。
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