研究課題
完全もつれ状態と完全混合状態の凸結合で書かれるWerner状態は、特に混合状態における量子的“相関”に関する議論の礎となる理論上重要な状態である。更に、Werner状態は２光子混合状態での最大もつれ状態であり、ユニタリ操作によってはもつれ度の向上ができない状態に対応することから、応用の観点からも有用性が高い。Werner状態の生成に関して、非線形光学過程による２光子についてはこれまで多くの報告があるが、確定的な２光子発生が期待される量子ドット光子対源の場合には、そもそも２経路の情報消去が自明ではなく量子的な相関を持つ光子対の生成が困難であったことから、これまでWerner状態との関連に関する知見は得られていない。今年度は、経路情報をもたらすドットの形状異方性を排除するため、GaAs (111)A基板上に無歪のGaAs量子ドットを液滴エピタキシー法により形成し、経路情報のない対称性の高いドットの形成に成功した。9Kにて単一の量子ドットを励起した結果、中性励起子分子(XX)・励起子(X)、荷電励起子発光が確認された。２光子状態を構成するXX, X発光について光子相関測定を36通りの偏光配置で行い、得られた同時計数ピークに対して時間ゲートをかけて計数処理した。量子トモグラフィーおよび最尤推定により生成２光子の密度行列を構築し、線形エントロピー(SL)およびタングル(T)を用いて状態評価を行った。いずれの場合もWerner状態を示す線上に位置することが確認され、また時間と共に混合度が増大する結果となった。これは量子ドットにより生成された２光子状態が、X滞在中に緩和を受けながらWerner状態として時間発展することを明瞭に示す。尚、T>0の点は偏光もつれ光子対発生に対応し、更に初期のSL <1/2を満たす２点は、ベル不等式を破る非局所相関光子対が発生していることに対応する。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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