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オンチップ光子-原子ハイブリッド量子系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26286068
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所

研究代表者

向井 哲哉  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (70393775)

研究分担者 山本 俊  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10403130)
生田 力三  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (90626475)
稲葉 謙介  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 研究主任 (10564990)
今井 弘光  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 研究員 (00649551)
BYRNES TIMOTHY  国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (50597698)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2014年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード量子メモリ / 量子通信 / 冷却原子 / アトムチップ / 量子メモリの暗号化 / 量子位相の変調 / 量子エレクトロニクス / 量子ネットワーク
研究成果の概要

超伝導チップ上に捕捉した原子集団(ボース凝縮体)を、ラジオ波、マイクロ波、および、近赤外光によって長時間コヒーレントに制御する技術を開発した。これを量子重ね合わせ状態を記録するメモリとして用いることで、秘匿安全性の高い量子メモリが構成できるスキームを考案し、これを実証した。また、光子状態を記録する量子メモリとして冷却原子集団を用いる実験では、原子集団に記録したスピン状態と記録の成功を伝令する光子との非古典的な相関が、伝令光子を長距離通信に適した波長へと変換して光ファイバーにより伝送した後も、保たれていることを確認した。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Heralded single excitation of atomic ensemble via solid-state-based telecom photon detection2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ikuta, T. Kobayashi, K. Matsuki, S. Miki, T. Yamashita, H. Terai, T. Yamamoto, M. Koashi, T. Mukai, N. Imoto
    • 雑誌名

      Optica

      巻: 3 号: 11 ページ: 1279-1284

    • DOI

      10.1364/optica.3.001279

    • 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] Ultrafast coherent control of spinor Bose-Einstein condensates using stimulated Raman adiabatic passage2016

    • 著者名/発表者名
      Andreas M. D. Thomasen, Tetsuya Mukai, and Tim Byrnes
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 94 号: 5 ページ: 053636-053636

    • DOI

      10.1103/physreva.94.053636

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 冷却原子集団に記録した量子位相の制御2017

    • 著者名/発表者名
      向井哲哉
    • 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(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
  • [学会発表] 冷却原子量子メモリの近赤外光に対するコヒーレンス2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya MUKAI and Romain Monsarrat
    • 学会等名
      第6回量子論の理論および実験に関する研究会(QUATUO研究会)
    • 発表場所
      高知工科大学(高知県高知市)
    • 年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength conversion of non-classical light from rubidium atoms to the telecom band2016

    • 著者名/発表者名
      Rikizo Ikuta, Toshiki Kobayashi, Kenichiro Matsuki, Shigehito Miki, Taro Yamashita, Hirotaka Terai, Takashi Yamamoto, Masato Koashi, Tetsuya Mukai, and Nobuyuki Imoto
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing (QCMC)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wavelength conversion of non-classical light from rubidium atoms to the telecom band2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiki KOBAYASHI, Rikizo IKUTA, Kenichiro MATSUKI, Shigehito MIKI, Taro YAMASHITA, Hirotaka TERAI, Takashi YAMAMOTO, Masato KOASHI, Tetsuya MUKAI, and Nobuyuki Imoto
    • 学会等名
      第34回量子情報技術研究会 QIT 34
    • 発表場所
      高知工科大学(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] オンチップBECの2光子誘導ラマン遷移によるラビ振動2016

    • 著者名/発表者名
      向井哲哉、デュランマシュー
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 冷却Rb原子集団を用いた通信波長光子のアンチバンチングの観測2016

    • 著者名/発表者名
      小林俊輝、松木賢一郎、生田力三、三木茂人、山下太郎、寺井弘高、山本俊、小芦雅斗、向井哲哉、井元信之
    • 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
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Coherent optical control of a Bose-Einstein condensate on a persistent-supercurrent atom chip2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Mukai and Mathieu Durand
    • 学会等名
      ERATO International Workshop: Challenges in Precision Science
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-01-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 冷却Rb原子集団からの非古典光の通信波長帯への波長変換実験2015

    • 著者名/発表者名
      松木賢一郎、小林俊輝、生田力三、三木茂人、山下太郎、寺井弘高、山本俊、小芦雅斗、向井哲哉、井元信之
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Operations Based on Waveguide Nonlinear Optical Materials2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamamoto
    • 学会等名
      Progress In Electromagnetics Research Symposium PIERS 2015
    • 発表場所
      Prague
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 擬1次元ボースガスの観測に向けた超伝導永久電流アトムチップ2015

    • 著者名/発表者名
      今井弘光、稲葉謙介、野田数人、山下眞、向井哲哉
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      東京都、早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 可視-通信波長光子対を用いたエンタングルメント抽出実験2014

    • 著者名/発表者名
      杉浦幸大,逵本吉朗,勝瀬大祐,安藤誠,生田力三,山本俊,小芦雅斗,井元信之
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道、北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Towards atom-photon coupling with a photonic crystal cavity2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Mukai
    • 学会等名
      Physics of Quantum Information Processing
    • 発表場所
      大阪府、大阪大学
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] コヒーレントな単一光子波長変換による量子インターフェース2014

    • 著者名/発表者名
      山本俊
    • 学会等名
      第11回AMO討論会
    • 発表場所
      大阪府、大阪大学
    • 年月日
      2014-06-06 – 2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 通信波長光子を用いたエンタングルメント抽出実験2014

    • 著者名/発表者名
      逵本吉朗,勝瀬大祐,安藤誠,生田力三,山本俊,小芦雅斗,井元信之
    • 学会等名
      第11回AMO討論会
    • 発表場所
      大阪府、大阪大学
    • 年月日
      2014-06-06 – 2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 論文・学会発表リスト

    • URL

      http://www.brl.ntt.co.jp/people/tetsuya/exp/index-j.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書 2014 実績報告書
  • [産業財産権] 量子メモリ装置2017

    • 発明者名
      向井哲哉、稲葉謙介
    • 権利者名
      日本電信電話株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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