| 研究課題/領域番号 |
20H02555
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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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| 審査区分 |
小区分28020:ナノ構造物理関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
笹倉 弘理 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90374595)
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| 研究分担者 |
足立 智 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10221722)
小田島 聡 北海道大学, 電子科学研究所, 特任准教授 (20518451)
鍜治 怜奈 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (40640751)
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) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 量子情報 / スピントロニクス / 量子光学 / 半導体量子ドット / 量子通信 / 半導体 / ナノ構造 / 量子ドット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多様な情報サービスが出現しているネットワーク社会において, 電子化された情報のセキュリティ確保・処理能力向上のニーズは高まり続けている. 超伝導体, 半導体, 光など様々なプラットホームで個々の強みを生かした量子ノード, 量子プロセッサの開発が盛んであり, これらをつなぐエンタングルメントの生成・伝送技術の重要性が一段と増している. 本研究は, 量子ネットワークの形成に向けた基盤技術として, 現行の光通信網と整合性が良く, 統計的・エネルギー揺らぎを抑制した量子ドット内蔵型光ファイバーデバイスを開発し, 伝送路の不安定性に対する耐性に優れたエンタングルメントの形成を目指す.
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| 研究成果の概要 |
量子ネットワーク形成を念頭に外乱に強い量子チャネルを構築するために, 現行の光通信網との整合性が高い量子ドット内蔵型光ファイバーデバイスの開発を実施した. 偏波面を直交させた単一モード偏波ファイバーに2層構造のワイヤーグリッドを半導体量子ドット成長膜へ2層構造のワイヤーグリッドを作製し, 接合面での偏光乱れを抑制した. 数値シミュレーションによる構造の最適化を行い, 4桁の消光比を達成した. また, 位相安定化を施した単一光子と真空場のエンタングルメントを用いたシングルモードテレポーテーション実験系を構築した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子ネットワークの形成には, 環境擾乱に対して強固な量子チャネルの開発が必要不可欠である. 本研究ではこの課題に対し, クロスニコル型量子ドット結合光ファイバーデバイスの開発を実施し, 光子数状態生成源の量子性を高め, シングルモードテレポテーションの原理を基に, 真空場と単一光子による量子もつれ状態を形成させ, 環境擾乱への耐性を精査した. 本研究を通して, 現行の光ファイバー通信網を利用した量子チャネルの実装に向けた, ローコスト且つ高耐久な光ファイバーデバイスの実現の可能性を示した.
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