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ボース凝縮体の衝突相互作用を利用した猫状態の生成と量子情報的手法による状態評価

研究課題

研究課題/領域番号 20340103
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京工業大学

研究代表者

上妻 幹旺  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (10302837)

連携研究者 本多 和仁  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (70408706)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
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)
2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2009年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2008年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワード量子情報 / ボース凝縮 / 猫状態 / レーザー冷却 / スピンスクイーズ / ルビジウム / スピンスクーズ
研究概要

本研究は、中性原子気体のボース凝縮体を利用して量子猫状態を生成することを目的としている。まず、ダブル磁気光学トラップ用超高真空槽、ならびにクローバーリーフ型磁場トラップを構築し、^<87>Rb原子のボース凝縮体を生成した。しかし磁場トラップによる磁気シールドの磁化の影響で、10μG以下まで残留磁場を抑圧することが難しかったため、光トラップのみを用いてボース凝縮体を生成する方式に切り替えることにした。YVO_4結晶を用いて1.06um、10Wのレーザーを自作し、その出力を真空ガラスセルをふくむボウタイ型光共振器に導入することで、十分なポテンシャルを有する光トラップを構成することに成功した。この光トラップは、パーマロイ磁気シールドと共存しており、磁気光学トラップを内部で行っても、残留磁界を数μG、残留磁場勾配を2μG/cmにとどめることが出来る。今後、この系を利用して、当初目的を達成する予定である。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Projective Measurement of a Single Nuclear Spin Qubit by Using Two-Mode Cavity QED2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Eto, A.Noguchi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Physical Review letters

      巻: 106 ページ: 160501-160501

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Eto, A.Noguchi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 106

      ページ: 160501-160501

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2010

    • 著者名/発表者名
      M.Takeuchi, N.Takei, K.Doi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 81

      ページ: 62308-62308

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2010

    • 著者名/発表者名
      N.Takei, M.Takeuchi, Y.Eto, A.Noguchi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 81

      ページ: 42331-42331

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2010

    • 著者名/発表者名
      M.Arikawa, K.Honda, D.Akamatsu, S.Nagatsuka, K.Akiba, A.Furusawa, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 81

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Faraday rotation with a single-nuclear spin qubit in a high-finesse optical cavity2010

    • 著者名/発表者名
      N.Takei, M.Takeuchi, Y.Eto, A.Noguchi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 81 ページ: 42331-42331

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-nuclear-spin cavity QED2010

    • 著者名/発表者名
      M.Takeuchi, N.Takei, K.Doi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 81 ページ: 62308-62308

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum menory of a squeezed vacuum for arbitrary frequency sidebands2010

    • 著者名/発表者名
      K.Arikawa, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review A 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      R.Inoue, T.Yonehara, Y.Miyamoto, M.Koashi, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 110503-110503

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measuring Qutrit-Qutrit Entanglement of Orbital Angular Momentum States of an Atomic Ensemble and a Photon2009

    • 著者名/発表者名
      R.Inoue, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 103

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Storage and retrieval of nonclassical photon pairs and conditional single photons generated by the parametric down-conversion process2009

    • 著者名/発表者名
      K. Akiba, K. Kashiwagi, M. Arikawa, M. Kozuma
    • 雑誌名

      New Journal of Physics 11

      ページ: 13049-13049

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2008

    • 著者名/発表者名
      K.Aiba, K.Kashiwagi, M.Arikawa, M.Kozuma
    • 雑誌名

      New J.Phys. 11

      ページ: 13049-13049

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Toward 87Rb BEC at zero magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      S.Nagaoka, Y.Yamamoto, M.Nakada, Y.Kasahara, K.Honda, M.Kozuma
    • 学会等名
      ERATO Macroscopic Quantum Control Conference on Ultra cold Atoms and Molecules (UCAM2011), PS-30
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2011-01-24
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Quantum State Engineering using Single Nuclear Spin Qubit of Optically Manipulated Ytterbium Atom2011

    • 著者名/発表者名
      M.Kozuma
    • 学会等名
      ERATO Macroscopic Quantum Control Conference on Ultra cold Atoms and Molecules
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2011-01-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Quantum information processing with single 1/2 nuclear spin of Yb atom in a high-finesse optical cavity2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kozuma
    • 学会等名
      2010 International Symposium on Physics of Quantum Technology
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-04-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 基礎からの量子光学-基礎理論から実用化に向けた取り組みまで(第12章光の保存と再生)2009

    • 著者名/発表者名
      上妻幹旺
    • 出版者
      オプトロニクス社
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://www.phys.titech.ac.jp/laboratory/kozuma.html

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kozuma.phys.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://ultracold.t.u-tokyo.ac.jp/uedaERATO/kozuma/index-j.html

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.phys.titech.acjp/laboratory/kozuma.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kozuma.phys.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-23  

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