研究課題
H29.4~H30.3時間領域多重量子テレポーテーションの為には扱う時間波束幅を小さくすればするほど、実験系を小型化することができ安定化が容易になるうえ、将来これを用いて量子コンピューターをつくるとき、演算のクロック周波数を上げることができる。現在のコンピューターのクロック周波数は数GHzであるため、将来の量子コンピュータの目標としてはそれを上回る帯域が期待されている。光を情報のキャリアとして用いた場合、その周波数は100THzを越えることから、原理的には10THzのクロック周波数を持つ光量子コンピューターが可能となっている。ただし、現状では量子テレポーテーション装置の帯域は10MHz程度であるため、本研究では本年度は量子テレポーテーション装置を100MHzに広帯域化するための要素技術開発を行った。これは時間波束幅として通常100ナノ秒であったものを10ナノ秒に縮めることに相当する。これを可能にするためには量子テレポーテーションに必要な量子もつれの帯域幅を100MHzに広げ、量子テレポーテーションに必要なホモダイン測定、およびその測定結果に基づき量子もつれの片側を操作するフィードフォワードの帯域も100MHzにする必要がある。そこで具体的には(1)100MHzの帯域の量子もつれ生成のためのスクイーズド光を発生する為の光パラメトリック発振器(OPO)の開発、(2)100MHzの帯域で動作するホモダイン検出器の開発、(3)100MHzの帯域で安定して動作するフィードフォワード系の構築を行った。(1)としては、100MHz弱の帯域で動作する光パラメトリック発振器の開発に成功した。(2)としては、新規トランスインピーダンスアンプを開発し、当初の計画以上の200MHzの帯域で動作するホモダイン検出器の開発に成功した。(3)としては、100MHzの帯域で安定して動作するフィードフォワード系の構築に成功した。H30.3 本年度のまとめを行った。
1: 当初の計画以上に進展している
100MHzの帯域で動作するホモダイン検出器の開発を行ったが、計画以上の200MHzの帯域を実現できたから。
平成30年4月~平成31年3月 平成29年度に引き続き、通常10MHzの帯域となっている量子テレポーテーション装置を100MHzに広帯域化するための要素技術開発を行う。具体的には1.平成29年度に開発した、100MHz帯域のスクイーズド光を生成するための光パラメトリック発振器(OPO)の高性能化2.平成29年度に開発した、100MHz帯域で動作するホモダイン検出器の低雑音化3.現代制御を用いた実験系の安定化を行う。平成31年3月 平成30年度のまとめを行う
すべて 2018 2017 その他
すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 17件、 招待講演 11件) 備考 (1件)
Physical Review A
巻: 97 ページ: 022329-1-7
10.1103/PhysRevA.97.022329
巻: 97 ページ: 032302-1-12
10.1103/PhysRevA.97.032302
巻: 96 ページ: 033830-1-6
10.1103/PhysRevA.96.033830
Journal of Optics
巻: 19 ページ: 070401-1-3
10.1088/2040-8986/aa72fc
Physical Review Letters
巻: 119 ページ: 120504-1-5
10.1103/PhysRevLett.119.120504
巻: 96 ページ: 052304-1-10
10.1103/PhysRevA.96.052304
Optics Express
巻: 25 ページ: 32227-32242
10.1364/OE.25.032227
http://www.alice.t.u-tokyo.ac.jp/