中空フォトニック結晶ファイバを用いた、光子の量子位相ゲートに関する研究

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17684021
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 竹内 繁樹 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (80321959)
• キーワード: フォトニックファイバ / 量子位相ゲート / FDTD法 / 光子 / 量子情報処理

研究概要

本課題では、フォトニック結晶ファイバを用いた光子の量子位相ゲートに関する研究をおこなっている。今年度は、●デバイス構造設計●実験装置の設計・構築の各項目について次のような研究を行った。
●デバイス構造設計
昨年度、選定、購入した数値的なモード解析ソフトウェアを利用し、モード解析を行った。その結果、中空フォトニック結晶ファイバと同程度の光電場強度を、400nm程度の直径をもつシリカガラスファイバ(ナノ光ファイバ)によって達成できることが明らかになった。中空フォトニック結晶ファイバに比較して、テーパファイバは、原子と光電場を容易に相互作用させることが可能である。今後、フォトニック結晶ファイバと平行して、ナノ光ファイバの検討を進めることにした。
●実験装置の設計・構築
今年度は、光ファイバを導入可能な真空チャンバの設計および構築を行った。計6本の光ファイバ入出力を備え、内部にフォトニック結晶ファイバ、ナノ光ファイバを設置可能である。
上記の研究の進展に対応し、来年度は位相シフト量の検出系の構築等をすすめたい。

研究成果

• [雑誌論文] Heralded single photon source at 1550 nm from pulsed parametric down conversion (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Soujaeff
  • 雑誌名: J. Mod. Opt. 54,2＆3 ページ: 467-475
• [雑誌論文] Quantum key distribution at 1550 nm using a pulse heralded single photon source (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Soujaeff
  • 雑誌名: Opt. Exp. 15,2 ページ: 726-734
• [雑誌論文] Numerical analysis of spatial propagation of parametric fluorescence photon-pairs using the tuning curve filtering method (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Fujiwara
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 75 ページ: 023802, 1-8
• [雑誌論文] Fiber-microsphere laser with a submicrometer sol-gel silica glass layer codoped with erbium, aluminum, and phosphorus (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Takashima
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 90,1 ページ: 053709/1-053709/3
• [雑誌論文] Tailoring two-photon interference with phase dispersion (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Okamoto
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 74 ページ: 0011801, 1-4
• [雑誌論文] Analysis of quantum dot fluorescence coupled with a microsphere resonator (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Takashima
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 45,9A ページ: 6917-6921
• [雑誌論文] Polarization-discriminated spectra of a fiber-microsphere system (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Konishi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 89,12 ページ: 121107, 1-3
• [雑誌論文] 量子コンピュータ -その本質と、最近の研究展開 (2006)
  • 著者名/発表者名: 竹内繁樹
  • 雑誌名: 情報処理 47,12 ページ: 1311-1316
• [図書] 量子情報通信 (2006)
  • 著者名/発表者名: 竹内繁樹
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: オプトロニクス社