研究課題
本研究は光導波路素子を用いた光学系で連続量量子光学による量子情報処理を実現し，光回路スケール拡大への技術的道筋を探索するものである． 集積化に関しては量子テレポーテーション・光チップの設計及び動作検証を行い，偏波間クロストークの削減，入出力部の光ロスの削減，レイアウトの効率化に取り組んだ．製造されたチップの特性同定を行ったところ，上記特性向上は確認されたが，新たな問題として方向性結合器の固有偏波軸ミスマッチが存在することを見いだした．これらは860nm波長帯を試用していることが原因で導波路構造が小さくなっていることが問題であると考えられ，波長を変更して1550nm帯用に作り直せば改善すると見こまれる．また集積化の研究に加え，今年度は周波数領域多重化を用いた量子光学のスケール拡大にも取り組んだ．具体的には，500MHz光サイドバンドをターゲットとする直交位相振幅測定，スクイーズド光生成，及び光子引き去り操作を実現した．そのために高周波光ホモダイン測定器，低ロス変調器，光パラメトリック共振器を新たに設計・実証した．また500MHzサイドバンドに導入した補助光を用いて光位相ロックを行う手法を開発し，安定した制御を行う事ができた．これらの結果として，光シュレディンガーの猫状態を500MHzサイドバンドに生成することに成功し，Wigner関数の負値を得た．ここから強いnon-Gaussian性を持つ量子状態を光サイドバンドに生成する事に初めて成功したことが示された．
2: おおむね順調に進展している
周波数領域多重化実験に向けた技術開発は順調に推移し，無事に実証段階にこぎ着けることができた．今年度は量子状態生成周波数領域多重化の実証実験を行い，期待以上の結果を得ることができた．
今年度までに500MHzサイドバンドの測定・操作技術を開発したので，これを用いて状態操作を行う．また，サイドバンド位相で多重化された状態間の干渉を用いて更に複雑な操作を行う事も視野に入れている．
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Proceedings Volume 10535, Integrated Optics: Devices, Materials, and Technologies
巻: XXII ページ: 105351B
10.1117/12.2289039
