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LED等インコヒーレント光による高純度・大容量のエンタングルメント光子対発生器

研究課題

研究課題/領域番号 18K19029
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分30:応用物理工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

深津 晋  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (60199164)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードインコヒーレント光源 / LED励起 / 自発的パラメトリック下方変換 / 伝令付き単一光子発生 / Hong-Ou-Mandel2光子干渉 / エンタングル光子対発生器 / LED / パラメトリック下方変換 / 量子エンタングルメント / 同時並列生成 / モードマッピング法 / 単一光子 / アンチバンチング
研究成果の概要

量子エンタングルメント(量子もつれ)は、量子物理・量子情報の根幹をなす概念であり、古典限界を打破する技術体系構築への鍵を握っている。エンタングルした光子対の生成には、非線形光学効果の一種である自発的パラメトリック下方変換が広く用いられてきたが、光子対の純度と生成レート間のトレードオフのために励起光源はレーザーなど高コヒーレンス光源に限定されてきた。本研究では、LEDなど安価にハイパワーが得られる低コヒーレンス光源を用いた高純度・高効率・大容量のエンタングルメント光源への基礎を形成すべく、LED励起では初めとなる伝令付き単一光子の発生とHong-Ou-Mandel2光子干渉の検証を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

インコヒーレント光源を用いて量子エンタングルメントを生成することは、それ自体が一大技術革新である一方、従来は看過されてきた励起光の干渉性の高さすなわちコヒーレンスのもたらすエンタングルメントの質に関する学理の解明にもつながる。良質のエンタングルメント生成には高励起パワーに加えて大きな結晶が必要とされるが、本研究が目指すインコヒーレント光励起のエンタングルメント光子対生成によって結晶長と励起光コヒーレンスとの不整合の問題が根本的に解消できれば、光源選択の幅が拡がるとともに経済的でコンパクトな大規模並列量子もつれ生成器の実現を初めとしてその恩恵は計り知れない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Heralded single-photon source fueled by light-emitting diode2019

    • 著者名/発表者名
      Daiki Nishii, Yoshiki O-oka, Youhei Okawa, and Susumu Fukatsu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 115 号: 21 ページ: 211106-211106

    • DOI

      10.1063/1.5115252

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical Hybrid Metal-Organic Frameworks: Tuning the Visible/Near-Infrared Optical Properties by a Combination of Porphyrin and Its Isomer Units2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Yang, M. Ishida, Y. Yasutake, S. Fukatsu, C. Fukakusa, M-a. Morikawa, T. Yamada, N. Kimizuka, H. Furuta
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 58 号: 7 ページ: 4647-4656

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00251

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Doubly N‐Confused Calix [6] phyrin Bis‐Organopalladium Complexes: Photostable Triplet Sensitizers for Singlet Oxygen Generation2019

    • 著者名/発表者名
      Poornenth Pushpanandan, Dong-Hoon Won, Shigeki Mori, Yuhsuke Yasutake, Susumu Fukatsu, Masatoshi Ishida, Hiroyuki Furuta
    • 雑誌名

      Chemistry-An Asian Journal

      巻: 1 号: 10 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1002/asia.201801671

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorescent rhenium-dipyrrinates: efficient photosensitizers for singlet oxygen generation2019

    • 著者名/発表者名
      Neha Manav, Praseetha E Kesavan, Masatoshi Ishida, Shigeki Mori, Yuhsuke Yasutake, Susumu Fukatsu, Hiroyuki Furuta, Iti Gupta
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 48 号: 7 ページ: 2467-2478

    • DOI

      10.1039/c8dt04540b

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 有機無機ペロブスカイトにおける光誘起局所構造相転移2020

    • 著者名/発表者名
      田中 陽、安武 裕輔、深津 晋
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会(上智大学) 15a-A402-4 (開催中止. 予稿集発行により発表成立)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LEDで励起したSPDC光子対のHong-Ou-Mandel干渉2020

    • 著者名/発表者名
      大岡 佳生、深津 晋
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会(上智大学) 14p-B406-5 (開催中止. 予稿集発行により発表成立)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] パラメトリック下方変換で生成した光子対を用いた時間ドメインゴーストイメージングによる干渉フリンジの再生2020

    • 著者名/発表者名
      大岡 佳生、深津 晋
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会(上智大学) 14p-B406-4 (開催中止. 予稿集発行により発表成立)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Stretching the bandwidth of physical measurements by compressed sensing2020

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Fujisawa, Susumu Fukatsu
    • 学会等名
      APS March Meeting 2020 L10.00002, Denver, CO, USA (Cancelled. Abstract available)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum-Enhanced Magneto-optic Measurements in a Dissipative Medium2019

    • 著者名/発表者名
      Youhei Okawa, Shiho Morimoto, Yuhsuke Yasutake, Susumu Fukatsu
    • 学会等名
      The 5th Quantum Information and Measurement
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-photon source pumped by light-emitting diode2019

    • 著者名/発表者名
      D. Nishii, Y. O-oka, S. Fukatsu
    • 学会等名
      The XVI-th International Conference on Quantum Optics and Quantum Information
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A legitimate ghost diffraction experiment performed in time domain2019

    • 著者名/発表者名
      Y. O-oka, S. Fukatsu
    • 学会等名
      SPIE. Optics + Optoelectronics (Clarion Congress Hotel, Prague, Czech Rep.) Paper 11027-9
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of heralded nonclassical photons by LED pumping2019

    • 著者名/発表者名
      D. Nishii, Y. O-oka, Y. Okawa, S. Fukatsu
    • 学会等名
      SPIE. Optics + Photonics, (San Diego Convention Center, CA, USA) Paper 11134-30
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ghost imaging boosts ghost diffraction-interference capability2019

    • 著者名/発表者名
      Y. O-oka, S. Fukatsu
    • 学会等名
      SPIE. Optics + Photonics, (San Diego Convention Center, CA, USA) Paper 11134-7
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decoherence-free transmission of two-color polarization-entangled photons through single-mode fiber2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Okawa, S. Fujisawa, Y. Yasutake, S. Fukatsu
    • 学会等名
      SPIE. Optics + Photonics, (San Diego Convention Center, CA, USA) Paper 1134-2
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮センシングを用いた測定器の帯域を超える信号の時間波形回復2019

    • 著者名/発表者名
      藤澤 俊祐、大岡 佳生、深津 晋
    • 学会等名
      第123回数理モデル化と問題解決研究会(MPS), (沖縄科学技術大学院大学(OIST)) No. 47
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 全強度測定によらない時系列データのゴーストイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      大岡 佳生、藤澤 俊祐、 深津 晋
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会(北海道大学) 19p-E204-11
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 有機無機ペロブスカイトのアンチストークス蛍光の温度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      田中 陽、安武 裕輔、深津 晋
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会(北海道大学) 19p-E101-14
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Is foresight better than hindsight? - Implementing a viable temporal differential ghost imaging protocol2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki O-oka, Susumu Fukatsu
    • 学会等名
      International Conference of Multimedia and Information Processing 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゴーストイメージングによる回折干渉フリンジの再生2018

    • 著者名/発表者名
      大岡佳生、深津 晋
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間ドメイン圧縮センシングによるヘテロダインビートのゴーストイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      大岡佳生、藤澤俊祐、深津 晋
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LED励起によるパラメトリック下方変換光子対発生2018

    • 著者名/発表者名
      西井 大生、大岡佳生、深津 晋
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 音響ゴーストイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      大岡佳生、深津 晋
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 隠れたエンタングルメントの検出2018

    • 著者名/発表者名
      大川洋平, 藤澤俊輔, 深津 晋
    • 学会等名
      電子通信情報学会 QIT38
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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