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量子フィードバックを駆使した2体量子状態制御

研究課題

研究課題/領域番号 25887022
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京工業大学

研究代表者

井上 遼太郎  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (20708507)

研究期間 (年度) 2013-08-30 – 2015-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2014年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード量子エレクトロニクス
研究概要

本研究の目標は,量子フィードバックを駆使して最大エンタングルド状態を安定生成・制御することである.平成25年度においては,制御の対象となる原子スピン系の準備と,原子スピン系の情報を量子非破壊的に読み取るためのプローブとして機能する光源の準備を行い,以下に示す成果を得た.
まず,光源として,1112nmで発振する外部共振器付半導体レーザー(ECLD)を作成し,これを増幅することで1W以上の出力を安定的に得ることができた.原子系と相互作用させるのはこの第2高調波に相当する556nmの光であるが,第2高調波発生に用いる共振器,非線形結晶の準備を整えた.また,研究グループに既存の狭線幅共振器をリファレンスとして,ECLDの発振線幅を10kHz程度まで狭窄化した.これは,ファラデー回転相互作用を介して原子系の情報を量子非破壊的に読み取るプローブとして,十分な性能を持った光源となるだろうと期待される.
研究の計画段階では,原子系として,共振器中に捕獲した単一原子の利用を念頭においていた.一方で,光格子中の原子集団に対して超高空間分解能を持った結像系によってアクセスするシステムの開発を平行して進めていたが,この研究が予想以上の進展を見せ,またこのシステムを制御の対象として用いた方がより広範な物理にアプローチできるだろうという期待もあり,今年度はこの顕微系の開発に注力した.研究成果として,光格子中の極低温Yb原子に対して,光格子の空間周期(540nm)より十分高い空間分解能で蛍光撮像するシステムの開発に成功した.これは,Rb以外の原子種に対する撮像系としてはこれまでにない成果であり,一般の原子系への拡張における重要な一歩であると考えられる.

現在までの達成度 (区分)
理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 冷却原子集団と光との相互作用を用いたエンタングルメント生成および実時間制御2014

    • 著者名/発表者名
      井上遼太郎
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 注入同期を用いた270mW出力紫外半導体レーザー光源の開発2014

    • 著者名/発表者名
      細谷俊之,Miranda Martin,井上遼太郎,上妻幹旺
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Yb量子原子気体顕微鏡の実現に向けた二次元光格子形成のための光源開発2014

    • 著者名/発表者名
      奥山勇貴,Miranda Martin,井上遼太郎,上妻幹旺
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 2次元光格子Yb原子顕微鏡の開発2014

    • 著者名/発表者名
      Miranda Martin,奥山勇貴,細谷俊之,井上遼太郎,上妻幹旺
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-09-12   更新日: 2019-07-29  

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