時間領域で多重化された量子エンタングルメントを用いた、超高精度な光位相推定の研究

• 研究課題/領域番号: 24K00562
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 米澤 英宏 国立研究開発法人理化学研究所, 量子コンピュータ研究センター, チームリーダー (50451802)
• 研究分担者: 横山 翔竜 国立研究開発法人理化学研究所, 量子コンピュータ研究センター, 上級研究員 (10991929)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2025年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2024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: 量子光位相推定 / スクイーズド光 / 時間領域多重

研究開始時の研究の概要

本研究では、時間領域で多重化された量子エンタングルメントを用いて、光の超高精度・位相推定実験を行う。時間領域多重エンタングルメントは、時間軸上の多数のモードを量子的に相関させることで、コンパクトな実験系で超大規模エンタングルメントを生成できる。本研究では、これを光の位相推定に活用する。本手法では、位相測定を繰り返し行った際、測定間の量子相関により集合的な推定が可能となり、標準量子限界を超えた超高精度な位相推定が実現できる。特に、原理的には任意回数の測定に拡張できる点と、デコヒーレンスに対して耐性が高い点が本手法の強みであり、量子センシング・計測の分野に大きなインパクトをもたらすと期待される。