時間領域量子もつれ光子波束操作技術の開発

• 研究課題/領域番号: 23760048
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 清水 亮介 電気通信大学, 先端領域教育研究センター, 特任准教授 (50500401)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 量子光学 / 量子もつれ / 量子エレクトロニクス / 非線形光学

研究概要

強く相関した光子系に対する光科学研究を開拓することを目指し、量子もつれ光子波束の操作、検出技術の開発に関する実験研究を行った。超短パルスレーザー光を利用して単一光子の波長変換を行うことで、高い時間分解能を有する単一光子検出システムを構築することに成功した。また、自発パラメトリック下方変換過程より生成される光子対の二光子スペクトル制御を行い、高い明瞭度を持った四光子干渉波形を観測した。

研究成果

• [雑誌論文] Pulsed Sagnac polarization-entangled photon source with a PPKTP crystal at telecom wavelength (2014)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, R. Shimizu, K. Wakui, M. Fujiwara, T. Yamashita, S. Miki, H. Terai, Z. Wang, and M. Sasaki
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 22(10) 号: 10 ページ: 11498-11507
  • DOI: 10.1364/oe.22.011498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entangled-state generation with an intrinsically pure single-photon source and a weak coherent source (2013)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, R. Shimizu, F. Kaneda, Y. Mitsumori, H. Kosaka, and K. Edamatsu
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 88 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.88.012324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonclasscial interference between independent intrinsically pure single photons at telecom wavelength (2013)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, K. Wakui, R. Shimizu, H. Benichi, S. Miki, T. Yamashita, H. Terai, Z. Wang, M. Fujiwara, and M. Sasaki
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 87 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.87.063801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Widely tunable single photon source with high purity at telecom wavelength (2013)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, R. Shimizu, K. Wakui, H. Benichi, and M. Sasaki
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 21(9) 号: 9 ページ: 10659-10666
  • DOI: 10.1364/oe.21.010659
  • 査読あり
• [雑誌論文] Four-photon quantum interferometry at a telecom wavelength (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yabuno, et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 86 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.86.010302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Activation of Bound Entanglement (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Kaneda, et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109 号: 4
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.040501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entangled photon generation in two-period quasi-phase-matched parametric down-conversion (2011)
  • 著者名/発表者名: W.Ueno, et al
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 20 号: 5 ページ: 5508-5517
  • DOI: 10.1364/oe.20.005508
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-visibility nonclassical interference between intrinsically pure heralded single photons and photons from a weak coherent field (2011)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, J. Zhang, R. Shimizu, N. Matsuda, Y. Mitsumori, H. Kosaka, and K. Eamatsu
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 83 号: 3
  • DOI: 10.1103/physreva.83.031805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic pure single-photon source and its nonclassical interference with weak coherent photons (2011)
  • 著者名/発表者名: R.-B.Jin, et al
  • 雑誌名: AIP Conf.Proc. 巻: 1363 ページ: 327-330
  • DOI: 10.1063/1.3630205
  • 査読あり
• [学会発表] Broadband polarization entangled photon pair generation in type-II parametric down-conversion (2014)
  • 著者名/発表者名: Nandan Singh, Ryosuke Shimizu
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春期学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] Pulsed Sagnac polarization-entangled photon source with a PPKTP crystal at telecom wavelength (2014)
  • 著者名/発表者名: Rui-Bo Jin, Ryosuke Shimizu, Kentaro Wakui, Mikio Fujiwara, Taro Yamashita, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Zhen Wang, Madahide Sasaki
  • 学会等名: 第６１回応用物理学会春期学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] Broadband polarization entangled photon pair generation in type-II parametric down-conversion (2014)
  • 著者名/発表者名: Nandan Singh, Ryosuke Shimizu
  • 学会等名: 第６１回応用物理学会春期学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] アップコンバージョン法による単一光子時間分解計測装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齊藤拓真,清水亮介
  • 学会等名: 第24回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] Nonclassical interference between independent intrinsically pure single photons at telecom wavelength (2013)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, K. Wakui, R. Shimizu, H. Benichi, S. Miki, T. Yamashita, H. Terai, Z. Wang, M. Fujiwara and M. Sasaki
  • 学会等名: Single Photon Workshop 2013
  • 発表場所: Oak Ridge, Tennessee, USA
• [学会発表] 通信波長帯における主は数無相関光子対の直接生成と多光子干渉実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
• [学会発表] 通信波長帯における主は数無相関光子対の直接生成と多光子干渉実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 第７４回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
• [学会発表] 通信波長帯における独立した光子間での二光子干渉実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] アップコンバージョン法による単一光子時間分解計測装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齊藤拓真，清水亮介
  • 学会等名: 光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
• [学会発表] Nonclassical interference between independent intrinsically pure single photons at telecom wavelength. (2013)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, K. Wakui, R. Shimizu, H. Benichi, S. Miki , T. Yamashita, H. Terai, Z. Wang, M. Fujiwara, M. Sasaki
  • 学会等名: Single Photon Workshop 2013
  • 発表場所: Oak Ridge, Tennessee, USA
• [学会発表] 16. Nonclasscial interference between independent photon sources at telecom wavelength with superconducting nanowire single-photon detectors. (2013)
  • 著者名/発表者名: R.-B. Jin, K. Wakui, R. Shimizu, H. Benichi, S. Miki , T. Yamashita, H. Terai, Z. Wang, M. Fujiwara, M. Sasaki
  • 学会等名: the 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Pulsed Sagnac polarization-entangled photon source with a PPKTP crystal at telecom wavelength. (2013)
  • 著者名/発表者名: Rui-Bo Jin, Ryosuke Shimizu, Kentaro Wakui, Mikio Fujiwara, Taro Yamashita, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Zhen Wang, Masahide Sasaki
  • 学会等名: The 29th Quantum Information Technology Symposium (QIT29)
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] Controlled frequency entanglement of photons (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: UEC-Shanxi Joint Workshop on Optical Science
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 招待講演
• [学会発表] 周波数無相関2光子状態の直接生成と4光子量子干渉 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 分子研研究会「新しい光の創成と物質科学－精密計測と操作への展開」
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター
  • 招待講演
• [学会発表] 擬似位相整合素子による光子の周波数相関制御. (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第３２回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター
• [学会発表] 光子数分解分光計測から見る量子もつれ光子 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 量子エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 上智大学軽井沢セミナーハウス
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 光計測技術への応用に向けた周波数量子もつれ状態の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] Measurement of reduced four-photon de Broglie wavelength at telecom wavelength (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yabuno, R. Shimizu, Y. Mitsumori, H. Kosaka, and K. Edamatsu
  • 学会等名: 2011 IQEC/CLEO Pacific Rim
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] 光子数分解分光計測から見る量子もつれ光子 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 量子エレクトロニクス研究会(招待講演)
  • 発表場所: 上智大学軽井沢セミナーハウス
• [学会発表] 光計測技術への応用に向けた周波数量子もつれ状態の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会(招待講演)
  • 発表場所: 山形大学
• [学会発表] Generation of polarization-entangled photon pairs using two-period quasi-phase matched LiNbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Ueno, F. Kaneda, H. Suzuki, S. Nagano, A. Syouji, K. Edamatsu, R. Shimizu, and K. Suizu
  • 学会等名: 2011 IQEC/CLEO Pacific Rim
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] 量子もつれ光子の光科学
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 第１６回先端光量子科学アライアンスセミナー
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 招待講演
• [学会発表] 強相関光科学としての量子もつれ光子研究
  • 著者名/発表者名: 清水亮介
  • 学会等名: 東京農工大学･電気通信大学 第9回合同シンポジウム
  • 発表場所: 電気通信大学
• [備考] インタビュー記事「ようこそ量子」
  • URL: http://www.ryosi.com/qis/201308/01/
• [産業財産権] GENERATOR OF POLARIZATION ENTANGLED PHOTON PAIRS AND METHOD OF GENERATIONG THE SAME (2014)
  • 発明者名: Ryosuke Shimizu, Keiichi Edamatsu
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2014-04-30
  • 外国
• [産業財産権] GENERATOR OF POLARIZATION ENTANGLED PHOTON PAIRS AND METHOD OF GENERATIONG THE SAME (2013)
  • 発明者名: Ryosuke Shimizu, Keiichi Edamatsu
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2013-07-16
  • 外国
• [産業財産権] 非縮退偏光量子もつれ光子対生成装置及び非縮退偏光量子もつれ光子対生成方法 (2013)
  • 発明者名: 清水亮介,長能重博,枝松圭一
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2013-04-12
• [産業財産権] 偏光量子もつれ光子対の生成装置及びその生成方法 (2012)
  • 発明者名: 清水亮介,枝松圭一
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2012-10-05
• [産業財産権] NON-DEGENERATE POLARIZATION-ENTANGLED PHOTON PAIR GENERATION DEVICE AND NON-DEGENERATE POLARIZATION-ENTANGLED PHOTON PAIR GENERATION METHOD (2012)
  • 発明者名: Ryosuke Shimizu, Shigehiro Nagano, Keiichi Edamatsu
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2012-05-08
  • 外国