量子デバイス間遠隔ファイバーリンクシステムの構築

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H02652
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 堀切 智之 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40530275)
• 研究分担者: 洪 鋒雷 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10260217) ; 中村 一平 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (10758949)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 量子通信 / 量子中継 / 量子インターネット

研究実績の概要

今年度本研究では、これまで開発した希土類添加物Pr:YSO量子メモリの保存時間延長に向けた研究を実施し80μ秒保存を可能にするシステムを開発した。また、さらなる保存時間延長の為、RF印可による基底サブ準位間でのポピュレーション反転を繰り返すダイナミカルデカップリングによるdephasing補償システムの開発を開始した。
あわせてリモートシステム間の量子もつれ実証に向け、フォック状態基底のもつれに対する量子もつれトモグラフィ系の開発が必要である。そのため光ファイバー長へのフィードバック技術の開発を通じた光干渉計パス間の位相同期の研究を実施した。
さらに周波数多重量子中継に向けたエレメンタリーリンク中間点での周波数多重ベル測定に向けて、周波数‐時間マッピング手法による高分解能周波数（波長）弁別機能の開発と、それを用いた複数周波数チャンネルにおける弁別的量子干渉の観測に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Sagnac interferometer-type non-degenerate polarization entangled two-photon source with Fresnel rhomb (2023)
  • 著者名/発表者名: NAOTO AIZAWA, KAZUYA NIIZEKI, AND TOMOYUKI HORIKIRI
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 62 ページ: 2273-2277
  • DOI: 10.1364/AO.484456
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Frequency-multiplexed Hong-Ou-Mandel interference (2023)
  • 著者名/発表者名: Ichihara Mayuka, Yoshida Daisuke, Hong Feng-Lei, Horikiri Tomoyuki
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 107 ページ: 032608-1-9
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.107.032608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequency-multiplexed storage and distribution of narrowband telecom photon pairs over a 10-km fiber link with long-term system stability (2023)
  • 著者名/発表者名: Ko Ito, Takeshi Kondo, Kyoko Mannami, Kazuya Niizeki, Daisuke Yoshida, Kohei Minaguchi, Mingyang Zheng, Xiuping Xie, Feng-Lei Hong, and Tomoyuki Horikiri
  • 雑誌名: Physical Review Applied 巻: 19 ページ: 024070-1,10
  • DOI: 10.1103/PhysRevApplied.19.024070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-shot high-resolution identification of discrete frequency modes of single-photon-level optical pulses (2022)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yoshida, Mayuka Ichihara, Takeshi Kondo, Feng-Lei Hong,and Tomoyuki Horikiri
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 106 ページ: 052602-1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.106.052602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transfer of linewidth and frequency stability from an iodine-stabilized Nd:YAG laser to a quantum memory control laser through an optical frequency comb (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kondo, Seiho Shindo, Daisuke Yoshida, Yuma Goji, Mikitaka Nishihara,Taiki Aizawa, Feng-Lei Hong, and Tomoyuki Horikiri
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 61 ページ: 088003-1-4
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ac7f6f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cavity-enhanced two-photon source emitting narrow-linewidth telecommunication wavelength photons for improved quantum-memory-coupling efficiency enabling long-distance quantum communications (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryo Onozawa, Daisuke Yoshida, Kazuya Niizeki, and Tomoyuki Horikiri
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 61 ページ: 102008-1-6
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ac895b
  • 査読あり
• [学会発表] Coupling of a frequency-multiplexed two-photon source and a quantum memory for long-distance quantum communication (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Horikiri
  • 学会等名: ALPS2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 非縮退狭線幅量子もつれ光子源の開発に向けたレーザーシステムの構築 (2022)
  • 著者名/発表者名: 佐々木陸,相澤太希,吉田大輔,都野智暉,堀切智之,洪鋒雷,赤松大輔
  • 学会等名: 日本物理学会2022年秋季大会 [物性]
• [学会発表] 長距離量子通信に向けた電気光学変調器型光コムの開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 進藤成豊,近藤健史,相澤太希,西原幹恭,吉木真由子,洪鋒雷,堀切智之
  • 学会等名: 日本物理学会2022年秋季大会 [物性]
• [学会発表] 波長多重量子中継に向けた希土類添加物質によるフォトンエコーの干渉 (2022)
  • 著者名/発表者名: 市原万友佳, 吉田大輔, 洪鋒雷, 堀切智之
  • 学会等名: 日本物理学会2022年秋季大会 [物性]
• [学会発表] 希土類イオン添加結晶を用いた量子メモリにおける任意時間読み出し機構の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 増子泰平,水口皓平,洪鋒雷,堀切智之
  • 学会等名: 日本物理学会2022年秋季大会 [物性]