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2019 年度 実績報告書

シリコン共振器を用いた1チップ量子もつれ光源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05091
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

藤原 幹生  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所量子ICT先端開発センター, 研究マネージャー (70359066)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード量子エレクトロニクス / 量子もつれ光源 / 四光波混合
研究実績の概要

4光波混合によるシリコンリング共振器を用いて通信波長帯time-bin量子もつれ光源の開発を実施した.1つのシリコンリング共振器で,2対の量子もつれの同時生成に成功した.この量子もつれの発生はポンプ光にCW光源を用いて成功した.またこの同時生成時にシリコンリングの結合部分での反射による共振増幅が観測され,量子もつれ生成の高効率化に成功した.これはシリコンリング内での反射による定在波の発生により,量子もつれの生成効率が向上したと推察され,々の知る限り,この実験結果は世界で初めての例となり,Optics Express誌に掲載された.さらに,この量子もつれ発生の高効率化を目指し,ポンプ光のエネルギー密度の向上を図り,パルス化(パルス幅100ps程度)を実施した.しかしながら良好な量子もつれを得られなかった.量子もつれの指標としてvisibility を用いる実験において,古典限界1/√2を超えることができなかった.本実験の量子もつれはtime-binを使用している.time-bin量子もつれ生成に用いる1ビット遅延干渉計の遅延時間を800ps~2.5nsに変化させて実験を実施したが,visibility の改善は見られず,同程度のvisibilityにとどまった.この結果からパルス光のような高いエネルギー密度の光入射によりシリコンリング内の物性の変化があり,量子もつれの生成が困難になったと推論し,量子もつれによるシリコン物性の評価とう視点での解析を進めている.少なくとも2.5ns以上の時間で近々その結果をまとめ論文化する予定である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] n optimal strategy to recover nonlocality of polarization-entangled state from a SPDC source via entanglement swapping relay2019

    • 著者名/発表者名
      逵本吉朗,Chenglong You,和久井健太郎,藤原幹生,早坂和弘,三木茂人,寺井弘高,佐々木雅英,Jonathan P. Dowling,武岡正裕
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC
    • 国際学会
  • [学会発表] Frequency-domain Linear Interferometer with Spectrally Shaped Photons2019

    • 著者名/発表者名
      保坂有杜,富田雅也,逵本吉朗,新村星太郎,大見聡仁,和久井健太郎,藤原幹生,鹿野豊,武岡正裕,神成文彦
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC
    • 国際学会
  • [学会発表] Hong-Ou-Mandel Interference between Photons Encoded with Orthogonal Spectr2019

    • 著者名/発表者名
      保坂有杜,富田雅也,逵本吉朗,新村星太郎,大見聡仁,和久井健太郎,藤原幹生,鹿野豊,武岡正裕,神成文彦
    • 学会等名
      The 8th Advanced Lasers and Photon Sources
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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