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光子を用いたボソンサンプリングの実現

研究課題

研究課題/領域番号 25707034
研究種目

若手研究(A)

配分区分一部基金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関京都大学 (2014-2016)
北海道大学 (2013)

研究代表者

岡本 亮  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10435951)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2013年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワード量子情報処理 / 量子干渉 / 単一光子源 / 量子ゲート / 量子光学 / 量子計算 / 量子測定
研究成果の概要

本研究では、多光子を用いたボソンサンプリングの実現を目指し、単一光子生成、量子干渉、光子検出といった基礎技術の高度化に取り組み、さらに、それらをシリアル型のシステムと組み合わせた系に着目、研究を進めた。その結果、まず、伝令付き単一光子源の多重化と発生光子対数の識別を組み合わせたハイブリッド型伝令付き単一光子源を初めて実現し、さらに、そこからシリアル的に出力される光子間の量子干渉を確認した。また、ボソンサンプリングに必要な光ネットワーク内の光子の新たな制御法として、量子シャッター現象に着目、実証実験に初めて成功した。また、光子の光路の動的な制御法の一つとして、量子制御SWAPゲートを実現した。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Implementation of a quantum controlled-SWAP gate with photonic circuits2017

    • 著者名/発表者名
      T.Ono, R.Okamoto, M.Tanida, H.F.Hofmann and S.Takeuchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep45353

    • NAID

      120006027081

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Realization of multiplexing of heralded single photon sources using photon number resolving detectors2016

    • 著者名/発表者名
      T.Kiyohara, R.Okamoto and S.Takeuchi
    • 雑誌名

      OPTICS EXPRESS(OSA)

      巻: 24 号: 24 ページ: 27288-27297

    • DOI

      10.1364/oe.24.027288

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental demonstration of a quantum shutter closing two slits simultaneously2016

    • 著者名/発表者名
      R.Okamoto and S.Takeuchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep35161

    • NAID

      120005850267

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 0.54 μm resolution two-photon interference with dispersion cancellation for quantum optical coherence tomography2015

    • 著者名/発表者名
      M. Okano, H. H. Lim, R. Okamoto, N. Nishizawa, S. Kurimura and S.Takeuchi
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep18042

    • NAID

      120005678202

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomaly detection in reconstructed quantum states using a machine-learning technique2014

    • 著者名/発表者名
      S.Hara, T.Ono, R.Okamoto, T.Washio and S.Takeuchi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A

      巻: 89 号: 2 ページ: 22104-22104

    • DOI

      10.1103/physreva.89.022104

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 一つの量子的なシャッターで二つのスリットを同時に閉じる2017

    • 著者名/発表者名
      岡本亮、竹内繁樹
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光子を使った非局所性の検証-量子シャッター実験とその周辺-2017

    • 著者名/発表者名
      岡本亮
    • 学会等名
      第6回量子基礎論懇話会
    • 発表場所
      名古屋大学東京オフィス(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光子でみる量子力学の非局所性2017

    • 著者名/発表者名
      岡本亮
    • 学会等名
      第13回多自由コロキウム
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum state estimation and discrimination2017

    • 著者名/発表者名
      S. Takeuchi, R. Okamoto, T. Ono, K. Yamagata, A. Fujiwara, S. Hara, and T. Washio
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2017
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2017-02-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 量子もつれ光子を用いた計測技術2017

    • 著者名/発表者名
      岡本亮
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2017-01-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum optical measurement technologies using entangled photons2016

    • 著者名/発表者名
      R. Okamoto
    • 学会等名
      OIST-JST Presto joint symposium on Frontiers in Optics and Photonics
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県・国頭郡)
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Realization of a quantum controlled-SWAP gate with photonic circuits2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takeuchi, T. Ono, R. Okamoto, M.Tanida, and H. F. Hofmann
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2016
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2016-08-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An excess-photon suppressed heralded single photon source combining multiple doen-converters and cascaded detectors2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kiyohara, R. Okamoto, and S. Takeuchi
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2016
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2016-08-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Realization of a quantum shutter enabling closing two slits2016

    • 著者名/発表者名
      R. Okamoto and S. Takeuchi
    • 学会等名
      Frontiers of Nonlinear Physics
    • 発表場所
      Nizhny Novgorod-St.Petersburg, Russia
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光子で見る量子力学の非局所性2016

    • 著者名/発表者名
      岡本亮
    • 学会等名
      フォトニック材料学セミナー
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光子対数識別と多重化を用いた伝令付き単一光子源の出力光子数分布の評価2016

    • 著者名/発表者名
      清原孝行、岡本亮、竹内繁樹
    • 学会等名
      第34回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      高知工科大学永国寺キャンパス(高知県・高知市)
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光子対数識別と多重化を組み合わせた伝令付き単一光子源2016

    • 著者名/発表者名
      清原孝行、岡本亮、竹内繁樹
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photonic Quantum Circuits2016

    • 著者名/発表者名
      R. Okamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Photonics and Electronics Science and Engineering 2016
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス(京都府西京区)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Realization of a quantum controlled-SWAP gate with photonic circuits2016

    • 著者名/発表者名
      S.Takeuchi, T.Ono, R.Okamoto, M.Tanida and H F.Hofmann
    • 学会等名
      SPIE Photonics West
    • 発表場所
      The Moscone Center San Francisco
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A robust multiplexed single photon source with excess-photon suppression2015

    • 著者名/発表者名
      T.Kiyohara, R.Okamoto and S.Takeuchi
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on Microcavities Their Applications
    • 発表場所
      Hokkaido University (北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多重化伝令付き単一光子源による光子数分布制御と2光子量子干渉実験2015

    • 著者名/発表者名
      清原孝行、岡本亮、竹内繁樹
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive quantum state estimation for a single quantum bit2015

    • 著者名/発表者名
      R.Okamoto, S.Oyama, K.Yamagata, A.Fujiwara and S.Takeuchi
    • 学会等名
      Quantum Information Processing and Communication
    • 発表場所
      University of Leeds
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多重化伝令付き単一光子源を用いた2光子量子干渉実験2015

    • 著者名/発表者名
      清原孝行、岡本亮、竹内繁樹
    • 学会等名
      第32回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光量子回路の大規模化に向けて2014

    • 著者名/発表者名
      岡本 亮
    • 学会等名
      基礎物理学研究所 研究会「量子情報の新展開」
    • 発表場所
      京都大学 基礎物理学研究所 (京都市左京区北白川追分町)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] レーザー研究、44巻、10号、663-6672016

    • 著者名/発表者名
      岡野真之、岡本亮、竹内繁樹
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      社団法人レーザー学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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