| 研究課題/領域番号 |
22K20437
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
王 天澄 神奈川大学, 情報学部, 助教 (30962930)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 情報通信工学 / 量子情報理論 / エンタングルメント / 量子計測 / 擬似ベル状態 / 量子イルミネーション / 測定器設計 / 誤り率特性 / 減衰環境 / 雑音解析 / 量子センサ / 量子もつれ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
量子もつれを利用してターゲットを高精度に検出できる量子イルミネーションをはじめ，量子技術を使った超精密計測への期待は，目下大きな高まりを見せている．量子計測の実験は近年とくに盛んになっているが，極限性能への追求にあたり莫大なコストが前提となっている．本研究では，エネルギーコスト削減をはじめ様々な実用的なニーズに応え，擬似ベル状態を用いた量子イルミネーションに向けた測定器の物理的構成の解明及びその最適化を行い，測定器の設計手法を開発する．
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| 研究成果の概要 |
量子イルミネーションとは，エンタングルメントを持つ二つの光を利用して，目標の存在を確かめる量子計測技術の一つである．本研究では，擬似ベル状態を用いた量子イルミネーションの量子測定器について，物理的な構成方法の検討とその性能解析を行った．特に，ビームスプリッタと光子計数器を用いた測定器の簡易構成を提案し，誤り率規準に基づき性能評価を行った．その結果，減衰環境下では，本手法による性能が2モードスクィズド真空状態に量子最適測定を施した場合を凌駕しうることを明らかにした．また，光子計数器の代わりに，光の有無のみを識別するオンオフ検出器を用いても，ほぼ同等の性能が得られることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
エンタングルド状態という量子力学的な相関状態を用いて，物体の存在，状態，形状等を高感度あるいは高精度に計測する技術が量子計測技術である．本研究の成果により，擬似ベル状態などの非ガウス状態を用いた量子計測プロトコルでは，より経済的な素子で測定器を構成する可能性があること，2モードスクィズド真空状態などのガウス状態を用いたプロトコルより優れた性能を出しうることを示唆しており，非ガウス状態の生成，応用プロトコルの性能解析や技術開発などに関する研究の加速を促すことが期待される．
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