| 研究課題/領域番号 |
16H03816
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ構造物理
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| 研究機関 | 新潟大学 (2017-2018)
北海道大学 (2016) |
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研究代表者 |
熊野 英和 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70292042)
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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 |
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2016年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 固体単一光子光源 / 量子もつれ光子対 / 量子ドット / 量子鍵配送 / 量子情報科学 / 量子情報 / 光子数状態 / 長期安定性 / 量子光源アレイ / 半導体超微細化 / 先端的通信 / ブリンキング / 金属埋め込み / 量子情報通信 / 秘匿通信 / 量子もつれ合い |
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| 研究成果の概要 |
通信網の恒久的な安全性の確保を目指し、物理原理的に盗聴不可能な暗号通信を高度化するための基幹的デバイスである、量子ドットを用いた単一光子/量子もつれ光子対源の開発を行った。
安全性と安定動作の両立のため、環境系と量子ドットとの相互作用のために生じる、発光の明滅現象および遷移エネルギーシフトのメカニズムを明らかにした。また温度変化や振動などの外乱に対し強固で長期間安定な光子（対）生成を実現するとともに、光源の並列化や光子の量子的性格を左右する励起子状態の物理モデルの構築により光源高度化の指針を得た。更に、光ファイバーとの親和性が最大限利用できる通信波長帯への展開等、光源の高次機能化を実施した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
社会の持続的発展のため、セキュア通信網の確立が急務である。計算量的安全性ではなく、物理原理に則って安全性を担保可能な量子情報通信技術が注目されており、安全性と安定性を両立できるシステム開発が不可欠である。本研究では、そのための基幹デバイスである非古典光源の研究開発を実施した。
現在の主たる光源であるレーザ光を半導体量子ドットに置き換えて固体化できれば、確率過程を本質的に含まない確定的な光子放出が実現して安全性が劇的に向上するとともに、デバイスサイズの小型化にも寄与する。電子－光子状態の接続、また安定動作に向けたデモンストレーションに成功する等、理論・実装両面から成果が得られたと考えている。
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