エンタングルメントを利用した量子測定の実証実験

• 研究課題/領域番号: 23340119
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 学習院大学
• 研究代表者: 平野 琢也 学習院大学, 理学部, 教授 (00251330)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2011年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: スクイーズ光 / エンタングルメント / パラメトリック増幅 / 周期分極反転光導波路 / パルス光 / 量子測定 / 量子鍵配送 / スクイーズド光 / 量子計測

研究概要

パルス光エンタングルメントのリソースとなるパルス光スクイーズ状態の生成については、ピコ秒モード同期レーザーを用いたＬＯ光パルスの時間波形整形を初めて実現し、パルス光スクイージングに位相チャーピングが影響を与えることを示し、パルス光を用いたパラメトリック増幅によるスクイージングでは世界最高の-5dBを達成することができた。これらの結果は、パルスモードホモダイン検出の顕著な改善であり、連続変数エンタングルメントの改善と量子測定の実験的検証につながる成果である。また、本研究の知見を量子情報、特に量子暗号への応用する研究を進め、連続変数量子鍵配送の高速化などの成果を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Temporal Characteristics of Pulsed Squeezing in a Nonlinear Optical Waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Eto, Akane Koshio, Akito Ohshiro, Yun Zhang, Masahide Sasaki, and Takuya Hirano
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 4R ページ: 48001-48001
  • DOI: 10.7567/jjap.52.048001
  • NAID: 210000141965
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2012 年ノーベル物理学賞と共振器QEDの進展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野琢也
  • 雑誌名: レーザー学会誌レーザー研究「共振器量子電気力学(QED)の進展」特集号レーザー学会創立 40 周年記念 巻: Vol. 41, No. 7 ページ: 475-478
  • NAID: 10031181928
• [雑誌論文] 黒体輻射 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野琢也
  • 雑誌名: 数理科学 巻: No.597 ページ: 36-41
• [雑誌論文] 現代に至るまでの量子力学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平野琢也
  • 雑誌名: 数理科学 巻: No.584 ページ: 55-60
• [雑誌論文] Efficient homodyne measurement of picosecond squeezed pulses with pulse shaping technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Eto, Akane Koshio, Akito Ohshiro, Junichi Sakurai, Keiko Horie, Takuya Hirano, and Masahide Sasaki
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36 号: 23 ページ: 4653-4655
  • DOI: 10.1364/ol.36.004653
  • 査読あり
• [学会発表] Implementing Continuous Variable Quantum Key Distribution with Discrete Modulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsubasa Ichikawa, Yusuke Oguri, and Takuya Hirano
  • 学会等名: FIRST International Symposium on Topological Quantum Technology
  • 発表場所: Hongo campus of The University of Tokyo
• [学会発表] 受信器の雑音と透過率を取り入れた連続量量子暗号の安全性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市川翼, 平野琢也
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 高効率周期分極反転光導波路を用いた通信波長帯パルス光のスクイージングII (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸川翔太, 中川大貴, 衛藤雄二郎, 平野琢也, 櫨田拓也, 栗村直, 中島啓機
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Conditional squashing model とその直交位相振幅測定への応用について (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川翼, 鶴丸豊広, 平野琢也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] 連続変数量子鍵配送の高速動作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小栗雄介, 佐藤壮介, 羽田昌也, 小池恭史, 宮崎淳, 市川翼, 平野琢也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Quantum technologies with bosons (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Hirano
  • 学会等名: Quantum Science Symposium Asia-2013, Sanjo Conference Hall
  • 発表場所: University of Tokyo Hongo Campus, Tokyo, JAPAN
• [学会発表] Lightweight implementation of four-state CV-QKD protocol over 10km optical fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oguri, Tsubasa Ichikawa, Vanou Ishii, Takuya Hirano
  • 学会等名: Quantum Science Symposium Asia-2013, Sanjo Conference Hall
  • 発表場所: University of Tokyo Hongo Campus, Tokyo, JAPAN
• [学会発表] Quantum technologies with bosons (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya HIRANO
  • 学会等名: Quantum Science Symposium Asia-2013
  • 発表場所: Sanjo Conference Hall, University of Tokyo Hongo Campus
  • 招待講演
• [学会発表] "Lightweight implementation of four-state CV-QKD protocol over 10km optical fiber (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oguri, Tsubasa Ichikawa, Vanou Ishii, Takuya Hirano
  • 学会等名: Quantum Science Symposium Asia-2013
  • 発表場所: Sanjo Conference Hall, University of Tokyo Hongo Campus
• [学会発表] Conditional squashing modelとその直交位相振幅測定への応用について (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川翼，鶴丸豊広，平野琢也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Continuous- Variable QKD with Discrete Modulations and Post-Selections (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsubasa Ichikawa, Yoshifumi Koike, Kazuhiro Murayama and Takuya Hirano
  • 学会等名: 2nd Annual Conference on Quantum Cryptography (QCRYPT 2012)
  • 発表場所: National Unibersity of Singapore
• [学会発表] 離散変調連続変数量子鍵配送プロトコル entangling cloner 攻撃のもとでの鍵生成率について (2012)
  • 著者名/発表者名: 市川翼, 村山和弘, 平野琢也
  • 学会等名: 第27回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] Continuous-Variable QKD with Discrete Modulations and Post-Selections (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsubasa Ichikawa, Yoshifumi Koike, Kazuhiro Murayama and Takuya Hirano
  • 学会等名: 2nd Annual Conference on Quantum Cryptography
  • 発表場所: National Unibersity of Singapore
• [学会発表] 離散変調連続変数量子鍵配送プロトコルのentangling cloner attackのもとでの鍵生成率について (2012)
  • 著者名/発表者名: 市川翼，村山和弘，平野琢也
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Generation of pulsed squeezed light at telecommunication wavelength using a high efficiency PPLN optical waveguide (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimura, T. Sugaya, T. Hirano, K. Kikuchi, K. Sugiura, S. Kurimura, and H. Nakajima
  • 学会等名: CLEO/Europe- EQEC 2011 (ICM - International Congress Centre
  • 発表場所: Munich, Germany
• [学会発表] 低損失光導波路を用いた通信波長帯パルス光スクイージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村圭記, 三内崇正, 田中創吾, 松田陵平, 平野琢也
  • 学会等名: 日本物理学会 2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] CWモード同期レーザーと光導波路を用いたスクイーズド光の生成(III) (2011)
  • 著者名/発表者名: 衛藤雄二郎, 櫻井潤一, 堀江恵子, 小塩あかね, 大城亮人, 佐々木雅英, 平野琢也
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 低損失光導波路を用いた通信波長帯パルス光スクイージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村 圭記, 三内 崇正, 田中 創吾, 松田 陵平, 平野 琢也
  • 学会等名: 応用物理学会・量子エレクトロニクス研究会「非線形光学 50年 その基礎と材料・デバイスおよび応用」
  • 発表場所: 上智大学軽井沢セミナーハウス
• [学会発表] 時間幅の短い局部発振光を用いたピコ秒パルス光スクイージングの観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小塩あかね
  • 学会等名: 第24回量子情報技術研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Generation of pulsed squeezed light at telecommunication wavelength using a high efficiency PPLN optical waveguide (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshimura
  • 学会等名: CLEO/Europe- EQEC 2011
  • 発表場所: ICM - International Congress Centre, Munich
• [学会発表] 低損失光導波路を用いた通信波長帯パルス光スクイージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村圭記
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] CWモード同期レーザーと光導波路を用いたスクイーズド光の生成(III) (2011)
  • 著者名/発表者名: 衛藤雄二郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 低損失光導波路を用いた通信波長帯パルス光スクイージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村 圭記
  • 学会等名: 応用物理学会・量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 上智大学セミナーハウス
• [学会発表] 時間幅の短い局部発振光を用いたピコ秒パルス光スクイージングの観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小塩あかね, 衛藤雄二郎, 櫻井潤一, 堀江恵子, 平野琢也
  • 学会等名: 第24回量子情報技術研究会(QIT24)
  • 発表場所: 東京工業大学
• [備考] 学習院大学物理学科平野研究室ホームページ
  • URL: http://qo.phys.gakushuin.ac.jp/
• [備考] 学習院大学物理学科平野研究室ホームページ
  • URL: http://qo.phys.gakushuin.ac.jp/
• [備考] 学習院大学物理学科平野研究室ホームページ
  • URL: http://qo.phys.gakushuin.ac.jp/