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2010 年度 実績報告書

光子・固体間の単一光子レベル非線形相互作用を介した量子演算素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22244035
研究機関東北大学

研究代表者

枝松 圭一  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (10193997)

研究分担者 越野 和樹  東京医科歯科大学, 教養部, 准教授 (90332311)
キーワード光物性 / 量子情報 / 量子光学 / 非線形光学
研究概要

走査型微小共振器の開発:
固体内にランダムに存在する少数準位量子系(局在電子準位や量子ドット等)と光微小共振器との最適結合を容易に達成するための,走査型微小共振器を開発している.この共振器は探針部分と試料を保持する基盤部分とで構成され,対象系を共振器モードの最適位置に配置することが可能である.本年度は,このような走査型微小共振器の設計・開発を行った.FDTD法による電磁場解析を行い,最適な共振器構造を設計すると共に,高精度三次元ピエゾステージを導入して,共振器走査のためのフィードバック制御システムの製作に着手した.
単一量子系の光応答:
CVD法で作成したダイヤモンド薄膜中のNV中心試料の顕微発光分光を行い,その発光スペクトル,励起スペクトル,それらの温度変化等の基礎データを収集した.
二準位,三準位量子系を用いた単一光子トランジスタの理論:
これまでの量子光学では,.量子発光体として二準位系を対象としていたが,ラダー型三準位系・ラムダ型三準位系などの多準位系に拡張し新現象を探索した.量子発光体を一次元光子場と結合させると,低次元性のために入射光と物質からの輻射とが不可避的に干渉し,高次元の場合と比較して散乱効率が劇的に増強される.その応用例として,ラムダ型三準位系と光子とを反射型配置で相互作用させると,物質と光子の量子情報を決定論的に交換できることを示し,物質を光量子ビットの一時的メモリとしで活用する新型光量子ゲートを提案した.

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (40件)

  • [雑誌論文] Photon pair sources with controlled frequency correlation2011

    • 著者名/発表者名
      K.Edamatsu, et al
    • 雑誌名

      Progress in Informatics

      巻: 8 ページ: 19-26

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and characterization of bound entanglement in optical qubits2011

    • 著者名/発表者名
      F.Kaneda, et al
    • 雑誌名

      Progress in Informatics

      巻: 8 ページ: 19-26

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Up-conversion dynamics for temporally entangled two-photon pulses2011

    • 著者名/発表者名
      M.Nakatani, R.Shimizu, K.Koshino
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A

      巻: 83 ページ: 013824/1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-visibility nonclassical interference between intrinsically pure heralded single photons and photons from a weak coherent field2011

    • 著者名/発表者名
      R.-B.Jin, et al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A

      巻: 83 ページ: 031805/1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 量子もつれ(エンタングルメント)って何?2010

    • 著者名/発表者名
      枝松圭一
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 79 ページ: 935-939

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent spin preparation, manipulation and read-out with light and microwaves in a quantum well and dot2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kosaka, et al
    • 雑誌名

      J.Phys. : Conference Series

      巻: 245 ページ: 012001/1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photon statistics of atomic fluorescence after π-pulse excitation2010

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimi, K.Koshino
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A

      巻: 82 ページ: 033818/1-5

    • 査読あり
  • [学会発表] 量子光学分野の現状と今後の展望2011

    • 著者名/発表者名
      枝松圭一
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会シンポジウム「光科学の未来を拓く」
    • 発表場所
      厚木(シンポジウム招待講演)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] III-V族自己形成型半導体量子ドットにおけるスペクトル分解フォトンエコー2011

    • 著者名/発表者名
      三森康義, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] III-V族自己形成型半導体量子ドットの励起子ラビ振動における局所電場効果II2011

    • 著者名/発表者名
      朝倉健太, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 半導体中の電子スピンへの光量子状態転写のプロセストモグラフィ測定実験2011

    • 著者名/発表者名
      稲垣卓弘, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] CuCl微小共振器中における励起子分子-光子結合状態2011

    • 著者名/発表者名
      松浦心平, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Deterministic Raman transition and its application to quantum information processing2011

    • 著者名/発表者名
      越野和樹
    • 学会等名
      京都大学GCOEシンポジウム
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2011-02-22
  • [学会発表] 半導体量子ドットにおける励起子ラビ振動の局所電場効果2010

    • 著者名/発表者名
      朝倉健太, 他
    • 学会等名
      第21回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-12-11
  • [学会発表] CuCl微小共振器にける励起子分子の観測2010

    • 著者名/発表者名
      松浦心平, 他
    • 学会等名
      第21回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-12-11
  • [学会発表] 光子・電子スピンの量子メディア変換におけるプロセストモグラフィ測定2010

    • 著者名/発表者名
      稲垣卓弘, 他
    • 学会等名
      第23回量子情報技術研究会(QIT23)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-11-16
  • [学会発表] Λ型3準位系を用いた決定論的(SWAP)^<1/2>ゲート2010

    • 著者名/発表者名
      越野和樹, 石坂智, 中村泰信
    • 学会等名
      第23回量子情報技術研究会(QIT23)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-11-16
  • [学会発表] Generation and characterization of bound entanglement in optical qubits2010

    • 著者名/発表者名
      F.Kaneda, et al
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Quantum Information and Technology
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-10-22
  • [学会発表] Photon pair sources with controlled frequency correlation2010

    • 著者名/発表者名
      K.Edamatsu
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Quantum Information and Technology
    • 発表場所
      Tokyo, Japan(Invited talk)
    • 年月日
      2010-10-22
  • [学会発表] Excitonic Rabi oscillations in self-assembled semiconductor quantum dots2010

    • 著者名/発表者名
      K.Asakura, et al
    • 学会等名
      The 3rd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Efficient generation of heralded pure single photons and their nonclassical interference2010

    • 著者名/発表者名
      R.-B.Jin, et al
    • 学会等名
      The 3rd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Experimental demonstration of bound entanglement in optical qubits2010

    • 著者名/発表者名
      F.Kaneda, et al
    • 学会等名
      The 3rd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Generation and characterization of entangled photon pairs using two-period quasi-phase-matched LiNbO_32010

    • 著者名/発表者名
      W.Ueno, et al
    • 学会等名
      The 3rd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Biexcitonic effect in semiconductor microcavities2010

    • 著者名/発表者名
      S.Matsuura, et al
    • 学会等名
      The 3rd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Direct generation of frequency-uncorrelated photons for multi-photon inter-ference2010

    • 著者名/発表者名
      M.Yabuno, et al
    • 学会等名
      The 3rd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Optical spin state tomography of electrons in full Bloch bases for quantum storage2010

    • 著者名/発表者名
      T.Inagaki, et al
    • 学会等名
      The 3rd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] 群速度整合PPKTPを用いた多光子生成II2010

    • 著者名/発表者名
      藪野正裕, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] アップコンバーションした光子対の非古典的な干渉2010

    • 著者名/発表者名
      東海林篤, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] 偏光qubitにおけるSmolin状態の生成2010

    • 著者名/発表者名
      金田文寛, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Bell-inequality violation with a brighter independent photon source2010

    • 著者名/発表者名
      R.-B.Jin, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Deterministic photon-photon root-SWAP gate using a Lambda system2010

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,石坂智,中村泰信
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] Quantum media conversion from a photon to an electron spin2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kosaka, et al
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2010)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] Full-dimensional analysis of coherent spin dynamics in a semiconductor2010

    • 著者名/発表者名
      T.Inagaki, et al
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2010)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] III-V族自己形成型半導体量子ドットの励起子ラビ振動における局所電場効果2010

    • 著者名/発表者名
      朝倉健太, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] 四光波混合法によるCuCl微小共振器中の励起子分子の観測2010

    • 著者名/発表者名
      松浦心平, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] Si細線微小リング共振器を用いた光子対の発生2010

    • 著者名/発表者名
      加藤拓己, 他
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] 群速度整合PPKTPによる周波数無相関光子対の効率的生成2010

    • 著者名/発表者名
      藪野正裕, 他
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] Excitonic Rabi oscillations in semiconductor quantum dots observed by photon echo spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      K.Asakura, et al
    • 学会等名
      The 30th International Conference on the Physics of Semiconductors
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2010-07-29
  • [学会発表] Spin coherent read, write, manipulation of electrons with light in solids2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kosaka, et al
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Nonclassical interference between a heralded pure single photon state and a weak coherent state2010

    • 著者名/発表者名
      R.-B.Jin, et al
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Frequency entanglement of photons generated by two-period quasi-phase matched parametric down-conversion2010

    • 著者名/発表者名
      F.Kaneda, et al
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Efficient photon-pair generation in silicon micrco-ring resonators2010

    • 著者名/発表者名
      N.Matsuda, et al
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Two-photon interference of biphotons with controlled frequency entanglement2010

    • 著者名/発表者名
      R.Shimizu, K.Edamatsu
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Nonclassical interference of up-converted photon pairs2010

    • 著者名/発表者名
      A.Syouji, et al
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] High-flux photon pair source for multi-photon interference2010

    • 著者名/発表者名
      M.Yabuno, et al
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Excitonic Rabi oscillations in semiconductor quantum dots observed by photon echo2010

    • 著者名/発表者名
      K.Asakura, et al
    • 学会等名
      The 9th Int.Conf.on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] Advanced entangled photon sources2010

    • 著者名/発表者名
      K.Edamatsu, et al
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-07-08

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公開日: 2013-06-26  

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