| 研究課題/領域番号 |
18K13479
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
鈴木 はるか (丹治はるか) 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (40638631)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | リュードベリ原子 / 光共振器 / 冷却原子 / 単一光子 / 共振器量子電気力学 / Rydberg状態 / Rydberg原子 / 量子光学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、任意の数の光子を、任意時刻において空間の特定の向きへ発生させることを目指して、光共振器中にトラップされた冷却原子集団においてリュードベリ集団励起状態を生成するための実験系の構築を行った。具体的には、原子の冷却およびトラップ用の超高真空チャンバー、磁場発生用コイルおよびその制御回路、光源および光学系の構築を行い、さらに単一光子発生確率を増大させるための光共振器の設計と、光子の単一性を保証するためのリュードベリ励起用光源の構築およびそれを用いた87ルビジウム原子のリュードベリ遷移の観測を行った。また、発生した光子を評価するための光子統計評価システムの構築を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子情報処理技術に関する理論提案においては、しばしば光子数が自在に操れることが前提となっているが、現実的には、任意の数の光子を任意の時刻と空間モードに発生させるという要求は非常に高度なものである。実際、様々な物理系における試みにもかかわらず、任意時刻における特定の空間モードへの高効率な単一光子の発生はほとんど報告されておらず、複数光子を含む光子数状態の発生には、単一光子の発生よりもさらに大きな困難が伴う。しかしながら量子的な光の応用において光子数状態の生成技術の開発は避けて通れない課題であり、本研究はその解決への一つの糸口を与え得るものである。
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