| 研究課題/領域番号 |
21H04445
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
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)
|
|---|
| 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)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 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)
|
|---|
| キーワード | 量子光学 / 量子情報 / 量子通信 / 量子インターネット / 量子コンピュータ / 量子暗号 / 量子エレクトロニクス / 量子ネットワーク / 量子計算 / 量子中継 |
|---|
| 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。
|
| 研究成果の概要 |
本研究課題では、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要素技術開発および理論研究を行った。特に光子損失に耐性のある量子測定を実現するためには、多重化された光子の量子状態に対する一般化量子測定が必須であり、さらに光通信波長帯で動作する必要がある。本研究課題では、必要なリソースとなる光通信波長帯の多光子エンタングル状態の生成に向けて、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)導波路を開発し、偏光量子もつれ光子対の生成を実現した。さらに、量子周波数コムを用いた量子もつれ光源による多重化を実現し、それを用いた量子計算手法を新たに提案した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、量子インターネットや量子コンピュータの実現のために重要な損失耐性をもたせた量子測定の研究である。開発を行った量子もつれ光源を拡張して、多体量子もつれ光子源を実現することで、長距離にわたって量子状態を送信することができ、量子鍵配送などの量子コンピュータに耐性のあるセキュア通信が可能となる。同時に、量子コンピュータを実現することも可能となる。
|
