光量子情報システムの解析と最適化

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18540393
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: ホフマン ホルガ 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 准教授 (90379909)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 量子情報 / 量子プロセス / 密度行列 / 多光子干渉 / 光学量子回路

研究概要

本研究では, 量子情報処理での量子統計特性を探索し, 実験的に避けられない不備の状況下で, いかに強い非古典的な効果が観測できるかを示した. この結果は2光子偏光エンタングルメントフィルターの初の実証実験で実験的な指標を表すために使用された. さらに, 情報の担体として光の空間自由度の利用や, 位相感度の高い状態を発生する新しい方法, 及び単一光子キュービットの突発的なクローニングの実現方法を提案した.

研究成果

• [雑誌論文] All path-symmetric pure states achieve their maximal phase sensitivity in conventional two-path interferometry (2009)
  • 著者名/発表者名: H.F. Hofmann
  • 雑誌名: Physical Review A 79 ページ: 033822
  • 査読あり
• [雑誌論文] An entanglement filter (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Okamoto, J.L. O`Brien, H.F. Hofmann, T. Nagata, K. Sasaki, and S. Takeuchi
  • 雑誌名: Science 323 ページ: 483-485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Beating the standard quantum limit : phase super-sensitivity of N-photon interferometers (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Okamoto, H.F. Hofmann, T. Nagata, J.L. O`Brien, K. Sasaki, and S. Takeuchi
  • 雑誌名: New Journal of Physics 10 ページ: 073033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement and control of spatial qubits generated by passing photons through double-slits (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Taguchi, T. Dougakiuchi, N. Yoshimoto, K. Kasai, M. Iinuma, H. F. Hofmann, and Y. Kadoya
  • 雑誌名: Physical Review A 78 ページ: 012307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum enhancement of N-photon phase sensitivity by interferometric addition of down-converted photon pairs to weak coherent light, Journal of Physics B : Atomic (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ono and H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Molecular and Optical Physics 41 ページ: 095502
  • 査読あり
• [雑誌論文] High photon-number path entanglement in the interference of spontaneously down-converted photon pairs with coherent laser light (2007)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann and T. Ono
  • 雑誌名: Physical Review A 76 ページ: 013806R
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design parameters for a nano-optical Yagi-Uda antenna (2007)
  • 著者名/発表者名: H.F. Hofmann, T. Kosako, and Y. Kadoya
  • 雑誌名: New Journal of Physics 9 ページ: 217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accidental cloning of a single-photon qubit in two-channel continuous-variable quantum teleportation (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ide and H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Physical Review A 75 ページ: 062311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of errors in quantum processes using finite sets of test measurements (2006)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 6305 ページ: 63050F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of an experimental quantum logic gate by complementary classical operations (2006)
  • 著者名/発表者名: H.F. Hofmann, R. Okamoto, and S. Takeuchi
  • 雑誌名: Modern Physics Letters A 21 ページ: 1837-1850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal cloning of single photon polarization by coherent feedback of beam splitter losses (2006)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann and T. Ide
  • 雑誌名: New Journal of Physics 8 ページ: 130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of a highly phase sensitive polarization squeezed N-photon state by collinear parametric downconversion and coherent photon subtraction (2006)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Physical Review A 74 ページ: 013808
  • 査読あり
• [学会発表] On the phase sensitivity of two path interferometry using path-symmetric N-photon states (2008)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: ISQM 2008
  • 発表場所: Hitachi Advanced Research Laboratories, Hatoyama
  • 年月日: 2008-08-25
• [学会発表] Experimental evaluation of a quantum filter : truth tables and process matrix estimates (2008)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: Quantum Information and Control in Queensland
  • 発表場所: Palm Cove Resort Convention Center, Cairns, Australia
  • 年月日: 2008-06-30
• [学会発表] Evaluation ofquantum effects from measurement data (2008)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: KEK研究会量子論の諸問題と今後の発展
  • 発表場所: KEKつくば
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Interference between coherent light and down-converted photons (2007)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: a tunable source of multi-photon coherence, Photons, Atoms, and Qubits 2007
  • 発表場所: Royal Society, London, United Kingdom
  • 年月日: 2007-09-03
• [学会発表] Generation of N-photon phase squeezed states by interference of down-converted photon pairs with weak coherent light (2007)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: CLEO pacific rim 2007
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
  • 年月日: 2007-08-27
• [学会発表] At the quantum limit of classical interference (2007)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: photon statistics of an extremely phase squeezed two-mode N-photon state, Quantum Information Processing 07
  • 発表場所: Griffith University Conservatory, Brisbane, Australia
  • 年月日: 2007-01-31
• [学会発表] How to identify errors in quantum operations (2006)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: QUPREST 2006
  • 発表場所: Budmerice Chateaux, Budmerice, Slovakia
  • 年月日: 2006-09-28
• [学会発表] Characterization of errors in quantum processes using finite sets of test measurements (2006)
  • 著者名/発表者名: Holger F. Hofmann
  • 学会等名: SPIE Optics and Photonics
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2006-08-13