光量子プロセスにおける精度の解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540409
• 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
• 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): 2009 – 2011
• キーワード: 量子情報 / 量子プロセス / 位相精度 / 量子測定

研究概要

本研究では、量子トモグラフィー、量子計量学、そして弱測定の最近の進展に基づいて、量子計量学でのパラメータ推定における精度とコヒーレントな量子揺らぎで表現される不確定性との関係を理論的に調べた。その結果、複素結合確率を使った記述法が精度と量子統計の解析を著しく簡単にすることが分かった。特に弱測定で見られる複素数統計は量子システムの変換ダイナミクスを記述すること、さらにこの複素数統計は、量子システムの外力に対する応答を予言・制御することに利用できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Complex joint probabilities as expressions of reversible transformations in quantum mechanics (2012)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: no.043031 ページ: 14
  • DOI: DOI:10.1088/1367-2630/14/4/043031
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the role of complex phases in the quantum statistics of weak measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: no.103009 ページ: 13
  • DOI: DOI:10.1088/1367-2630/13/10/103009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-resolved measurement of the quantum states of photons using two-photon interference with short-time reference pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Ren and H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: no.032 ページ: 84
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.84.032108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Realization of a Knill-Laflamme-Milburn controlled-NOT photonic quantum circuit combining effective optical nonlinearities (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Okamoto, J. L. O` Brien, H. F. Hofmann, S. Takeuchi
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 巻: 10067-10071 ページ: 108
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1018839108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak measurement of photon polarization by back-actioninduced path interference (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iinuma, Y. Suzuki, G. Taguchi, Y. Kadoya, and H. F. Hofmann
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: no.033041 ページ: 13
  • DOI: DOI:10.1088/1367-2630/13/3/033041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uncertainty limits for quantum metrology obtained from the statistics of weak measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: no.022106 ページ: 83
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.83.022106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete characterization of post-selected quantum statistics using weak measurement tomography (2011)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: no.012103 ページ: 81
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.81.012103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of experimental error sources in a linear-optics quantum gate (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, R. Okamoto, H. F. Hofmann, and S. Takeuchi
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: no.043053 ページ: 12
  • DOI: DOI:10.1088/1367-2630/12/4/043053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directional control of light by a nano-optical Yagi-Uda antenna (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kosako, Y. Kadoya, and H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Nature Photonics 巻: 312-315 ページ: 4
  • DOI: DOI:10.1038/nphoton.2010.34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of photon losses on phase estimation near the Heisenberg limit using coherent light and squeezed vacuum￥ (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ono, H. F. Hofmann
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: no.033819 ページ: 81
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.81.033819
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction of spatial qutrit states based on realistic measurement operators (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Taguchi, T. Dougakiuchi, M. Iinuma, H. F. Hofmann, Y. Kadoya
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: no.062102 ページ: 890
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.80.062102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulse-shape effects on photon-photon interactions in nonlinear optical quantum gates (2009)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann, H. Nishitani
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: no.013822 ページ: 80
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.80.013822
  • 査読あり
• [雑誌論文] How to simulate a quantum computer using negative probability (2009)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 雑誌名: J. Phys. A : Math. Theor 巻: no.275304 ページ: 42
  • DOI: DOI:10.1088/1751-8113/42/27/275304
  • 査読あり
• [学会発表] Optical multi-photon phase sensing with a si ngle interference fringe (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Xiang, H. F. Hofmann, G. Pryde
  • 学会等名: QIM 2012
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Weak joint probabilities as informationally complete representations of quantum statistics (2011)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 学会等名: QIPC 2011
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] Characterization of decoherence in a quantum channel using weak measurement (2011)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 学会等名: CLEO pacific rim/ IQEC 2011
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Causality and completeness in weak measurement statistics (2011)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 学会等名: Nagoya Winter Workshop 2011
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2011-02-17
• [学会発表] On the relation between quantum parameter estimation and weak values (2010)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 学会等名: AQIS 2012
  • 発表場所: Tokyo University
  • 年月日: 2010-08-29
• [学会発表] On the estimation of int eraction parameters in weak measurements (2010)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 学会等名: QCMC 2010
  • 発表場所: Queensland University, Australia
  • 年月日: 2010-07-23
• [学会発表] Phase estimation using four and six photon Holland-Burnett states (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Xiang, H. F. Hofmann, G. Pryde
  • 学会等名: QCMC 2010
  • 発表場所: Queensland University, Australia
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] Resolution of pure state uncertainties by weak measurement tomogra phy (2010)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 学会等名: Nagoya Winter Workshop 2010
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2010-02-18
• [学会発表] Quantum parallelism of an entanglement filter (2009)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann, R. Okamoto, J. L. O` Brien, S. Takeuchi
  • 学会等名: QIPC 2009
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] Achieving the uncertain ty limit of phase estimation in two-path Interferometers (2009)
  • 著者名/発表者名: H. F. Hofmann
  • 学会等名: CLEO pacific 2009
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2009-09-01