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量子力学の非局所性や非古典的な量子状態を制御することで超並列の情報処理や究極の信頼性を保証する暗号通信を達成する量子情報技術の発展が非常に期待されている。現在の情報技術における光の役割と同様に、量子情報技術において光に期待される役割は大きく、光の非古典的状態発生及び非局所性を示すエンタングルメント光発生はもとより、その究極的な制御と測定技術の開拓が求められている。特に量子情報通信において量子状態を離れた地点に送ることは基本的な技術である。それと同時に、現実的な光源や制御技術は必然的に不完全であり、それらを用いた場合の量子情報通信を考えることは非常に重要である。本年度は半導体量子ドットやダイヤモンドのカラーセンター等により実現される単一光子光源に対する不完全性を考慮し、それらを用いる際に有用な長距離量子暗号方式を提案することが出来た。また、より長距離の通信を実現するためには量子メモリや量子非破壊測定等を駆使した量子リピーターの実現が重要となる。本年度は一つの方法としてコヒーレント光と共振器結合原子系あるいは半導体量子ドット系との相互作用を用いた量子リピーターの研究を行った。これまでいくつかの方法が提案されていたが、そのうち2プローブ法に関する新しい方式を見出し、その最適性を証明した。また、共振器結合系への実験約アプローチとしてマイクロトロイド共振器を利用した実験の立ち上げを実施中である。
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