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2018 年度 研究成果報告書

薄膜中における励起子分子の輻射ダイナミクスと量子もつれ光子対生成の理論

研究課題

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研究課題/領域番号 16K05403
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京電機大学

研究代表者

安食 博志  東京電機大学, 理工学部, 教授 (60283735)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード量子もつれ光子対 / 励起子分子 / 表面励起子ポラリトン / 量子井戸 / 励起子
研究成果の概要

量子コンピュータの基本的な媒体となる量子もつれ光子対は,励起子分子の輻射崩壊により生成される.励起子分子の輻射崩壊による遷移先には,表面励起子ポラリトンが含まれる.しかし,表面ポラリトンに遷移すると光子は外部へと取り出すことができないので,もつれ光子対は生成されない.そこで,もつれ光子対が生成できる過程とそうでない過程について遷移確率を計算した.その際に必要な表面ポラリトンの状態(光子成分と励起子成分の重み)はこれまで計算されていなかったが,本研究で初めて定量的に計算できた.以上の結果も利用することにより,量子もつれ光子対の生成効率に対して,最適な膜厚が存在することを明らかにした.

自由記述の分野

光物性理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子情報処理技術の実用化に向けて様々な量子もつれ状態が提案されているが,量子もつれ光子対は環境からの影響が極めて小さい点に長所がある.もつれ光子対の実験の多くは量子ドットを利用しているが,光と物質系の相互作用が強くなる薄膜の方が効率よくもつれ光子対を生成できると考えられる.本研究では,量子もつれ光子対の生成効率に最適な膜厚が存在することを示し,その計算方法を明らかにしている点で意義がある.

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公開日: 2020-03-30  

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