| 研究課題/領域番号 |
21K04919
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 電気通信大学 |
|---|
研究代表者 |
張 贇 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00508830)
|
|---|
| 研究分担者 |
鈴木 淳 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70565332)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | 2光子干渉 / 波動関数 / 単一光子状態 / 光子干渉 / 量子干渉 / 量子推定 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，連続変数量子光学のホモダイン検出器を用いてこれまでに単一光子検出器による実現した量子相関関数を測定し，測定した相関関数から統計学の推定法を用いて光状態の波動関数を求める新たな方法の探求をめざす．そして，この新しい技術を用いた量子通信の潜在能力を最大限に引き出し，量子通信の実現するための必要な基盤技術を確立する．
|
| 研究実績の概要 |
異なる光ソース間の2光子干渉は，フォトニック量子情報や量子技術における一つ重要技術である．本年度では，弱いコヒーレント状態と位相ランダム化された弱いコヒーレント状態，単一光子状態，または熱状態間三種類の2光子干渉を実験的に行った．二つ弱いコヒーレント状態の干渉について，弱いコヒーレント状態の2 光子状態による同時計数率を差し引くことで，0.5 以上の HOM ビジビリティを確認できた．同じ方法を使用して，ビームスプリッターで二つ偏光直交弱いコヒーレント状態を組み合わせることによってBell-CHSH 不等式違反も実証した．また、自発パラメトリック下方変換生成された光子対から，伝令付き手法で単一光子状態 ( heralded photon)を発生し，弱いコヒーレント状態の間との2光子干渉実験も行った．これらの結果は，将来量子情報技術の発展に貢献できる．
また, 理論上には、相対論的なスピン1/2粒子を、静止枠でスピンダウンしたガウス波動関数で記述した特定のモデルを用いる。移動する観測者のための粒子の状態ベクトルを導き出すために、粒子のスピンと運動量を絡めたウィグナー回転を使用してこの移動フレームの波動関数に基づき、任意の移動観測者の推定精度の限界を設定する対称対数微分（SLD）cramer-Rao境界を得ることができた。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
量子干渉により波動関数の測定を本研究の目的である。2年目に思い3種類の量子干渉実験を行いました。また、理論上には、移動する観測者のための粒子の状態ベクトルを導き出すために、スピン1/2粒子をスピンダウンしたガウス波動関数で記述した特定のモデルを用いることで、任意の移動観測者の推定精度の限界を設定する対称対数微分（SLD）Cramér-Rao境界を得ることができた。optics expressとphysical review Aの雑誌で2編論文を発表しました。
|
| 今後の研究の推進方策 |
光子のガウス波動関数で記述した特定のモデルを用いることで、干渉結果により波動関数の推定モデルを構築。
|
