2019 年度研究成果報告書

ホモダイン検出器を用いた光子干渉に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05072
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	光工学・光量子科学
研究機関	電気通信大学
研究代表者	張贇電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00508830)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	光のスクイーズド状態 / ホモダイン検出器 / 単一光子検出器
研究成果の概要	本研究の成果は以下三つである：一つ目は、従来単一光子検出器を利用して観測した二光子干渉現象をホモダイン検出器で観測することができた。二つ目はホモダイン検出器で測定した二次強度関数値を利用し，推定理論の最小二乗法で二光子の波動関数を構築した。これは、世界初で連続変数量子光学領域における二光子の波動関数を測定になる。三つ目は、異なる量子状態の干渉にはについて、光子数状態の確率振動分布は多光子状態の量子干渉という新しい概念を用いて説明することできた。この成果には未来の量子情報通信および量子計測の発展を支える基盤技術として応用面も期待される。
自由記述の分野	量子光学
研究成果の学術的意義や社会的意義	光のスクイーズド状態とコヒーレントを干渉させて、ホモダイン検出器を用いることにより、これまでに単一光子検出器で行われてきた光子干渉を観測するという独創的なものである。これは、量子力学の原理にある重ね合わせの状態とも干渉するという光科学における新たな理解と深く関わっているからである。また、３光子干渉に関する研究は光の干渉に関する長年の概念を斬新に拡張するものである。これらの成果には量子情報通信および量子測量の発展を支える基盤技術として期待される。