| 研究課題/領域番号 |
21H04445
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山本 俊 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (10403130)
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| 研究分担者 |
小林 俊輝 大阪大学, 量子情報・量子生命研究センター, 助教 (60834091)
生田 力三 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (90626475)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 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 |
42,250千円 (直接経費: 32,500千円、間接経費: 9,750千円)
2023年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2022年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2021年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
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| キーワード | 量子情報 / 量子通信 / 量子ネットワーク / 量子コンピュータ / 量子光学 / 量子インターネット / 量子暗号 / 量子エレクトロニクス / 量子計算 / 量子中継 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、様々な物理系で実現される物質量子系を光でつなぐ「量子インターネット」の中核となる「損失耐性のある量子測定」の基礎研究を行う。空間的に局在したスタティックな量子系である原子やイオン等の量子状態を伝搬する光を介して遠隔地に運び、別の量子系との間にエンタングルメントを形成する量子インターネット研究において、今後重要な課題となるのが、量子状態を運ぶ光の損失の指数関数的増大の抑制である。これには、多重化された光の量子状態に対する効率的な量子測定が必須であり、光ファイバー通信波長帯で動作する必要がある。本研究課題では、特に核となる量子測定を通信波長帯で実現することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、様々な物理系で実現される物質量子系を光でつなぐ「量子インターネット」の中核となる「損失耐性のある量子測定」の基礎研究を行う。空間的に局在したスタティックな量子系である原子やイオン等の量子状態を伝搬する光を介して遠隔地に運び、別の量子系との間にエンタングルメントを形成する量子インターネットは量子暗号などのセキュリティ通信、クラウド量子計算や長基線望遠鏡といった様々な量子技術を実現する万能な量子ネットワークである。この量子インターネット研究において、今後重要な課題となるのが、量子状態を運ぶ光の損失の指数関数的増大の抑制である。これには、多重化された光の量子状態に対する効率的な一般化量子測定が必須であり、光ファイバー通信波長帯で動作する必要がある。本研究課題では、特に核となる量子測定を通信波長帯で実現することを目指している。このために、必要なリソースとなる通信波長帯のGHZ状態等の多光子エンタングルメント状態の生成に向けた研究を行ってきた。今年度は1560nmの短パルスレーザーの２倍波(780 nm)を励起光源としたパラメトリック変換を用いた通信波長帯の偏光エンタングル状態光源の低損失化による高効率化の研究を行った。偏光エンタングル光子対源としてタンデム 型 type-II疑似位相整合周期分極反転ニオブ酸リチウム(PPLN)導波路を設計し、単一光路で偏光エンタングル光子対の生成を可能にする構成を用いた。本光源を用いて、波長 1539 nm と波長 1582 nm の非縮退偏光エンタングル光子対を生成し高忠実度のエンタングルメントを得ることができた。さらに、多光子エンタングルメントの生成のための群速度補正等の手法を開発した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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