量子テレポーテーションを基礎にした時間領域多重量子情報処理の研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26247066
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 古澤 明 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90332569)
• 研究分担者: 吉川 純一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60589943)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 量子エレクトロニクス / 量子コンピューター

研究実績の概要

研究実施計画がどのように実行されたか以下に示す。
平成26年4月-平成27年2月・2台のスクイーズ操作のテレポーテーション装置を作製する。具体的には、広帯域光パラメトリック発振器2台と広帯域ホモダイン検出器2台を作製し、これらを用いて2台のスクイーズ操作のテレポーテーション装置を作製する。-> 100MHzの帯域で動作する2台のスクイーズ操作テレポーテーション装置（ユニバーサルスクイーザー）の作製に成功しその動作を確認した。・共振器を用いた光スイッチを作製する。-> 共振器を用いた光スイッチを作製し、それを用いたオンデマンド単一光子源を動作させることに成功した。
平成27年3月・ 平成26年度のまとめを行い、平成27年度の計画を立てる。-> 実施した。・ 平成26年度の成果を論文化する。-> 関連する論文がNature PhotonicsおよびNature Communicationsに掲載された。また、平成26年度の成果の論文執筆を開始した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実施計画で挙げた課題がほぼすべて達成されているから。

今後の研究の推進方策

平成26年度に開発に成功した2台のユニバーサルスクイーザーを同期して動作させる方策を考案する。
特に、2台のフィードフォワードチャンネルを1つの光学系に統合し、同期の安定化を図る。
これらを統合し、量子非破壊相互作用ゲートを実現する。

研究成果

• [雑誌論文] Continuous-variable entanglement on a chip (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Masada, K. Miyata, A. Politi, T. Hashimoto, J. L. O’Brien, and A. Furusawa
  • 雑誌名: Nature Photonics 巻: オンライン掲載の為なし ページ: オンライン掲載の為なし
  • DOI: 10.1038/nphoton.2015.42
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental proof of nonlocal wavefunction collapse for a single particle using homodyne measurements (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Fuwa, S. Takeda, M. Zwierz, H. M. Wiseman, and A. Furusawa
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 6665-6670
  • DOI: 10.1038/ncomms7665
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Entanglement swapping between discrete and continuous variables (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Takeda, M. Fuwa, P. van Loock and A. Furusawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 114 ページ: 100501-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.100501
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental realization of a dynamic squeezing gate (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata, H. Ogawa, P. Marek, R. Filip, H. Yonezawa, J. Yoshikawa and A. Furusawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 90 ページ: 060302(R) -1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.90.060302
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Noiseless conditional teleportation of a single photon (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fuwa, S. Toba, S. Takeda, P. Marek, L. Mista Jr., R. Filip, P. van Loock, J. Yoshikawa, and A. Furusawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 ページ: 223602-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.223602
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nonlocal quantum gate on quantum continuous variables with minimal resources (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yokoyama, R. Ukai, J. Yoshikawa, P. Marek, R. Filip and A. Furusawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 90 ページ: 012311-1-7
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.90.012311
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exploring a new regime for processing optical qubits: Squeezing and unsqueezing single photons (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Miwa, J. Yoshikawa, N. Iwata, M. Endo, P. Marek, R. Filip, P. van Loock and A. Furusawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 113 ページ: 013601-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.013601
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 非対称OPOを用いた指数関数増大型波束の非ガウシアン状態生成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大段秀顕，小川尚史，田口将大，宮田一徳，吉川純一，古澤明
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京・新宿区
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-23
• [学会発表] 時間領域における量子非破壊相互作用ゲートの構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩沢優、加治俊之、横山翔竜、中村亮介、鈴木重成、牧野兼三、芹川昂寛、吉川純一、古澤明
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京・新宿区
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-23
• [学会発表] 連結共振器によりタイミング制御された二光子干渉の研究 III (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本洋輔、牧野兼三、吉川純一、P. van Loock、古澤明
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京・新宿区
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-23
• [学会発表] 導波路集積化された線形光学系を用いたコヒーレント状態の連続量量子テレポーテーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 芹川昂寛、村本和也、政田元太、吉川純一、橋本俊和、松田信幸、高橋浩、井藤幹隆、小熊学、古澤明
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京・新宿区
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-23
• [学会発表] Generation of Schroedinger's Cat State by Projection Measurements of Hong-Ou-Mandel Bunched State (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hashimoto, K. Makino, J. Yoshikawa, H. Ohdan, P. Marek, R. Filip, and A. Furusawa
  • 学会等名: Workshop in Olomouc - Photons beyond qubits PBQ 2015
  • 発表場所: Olomouc, Czech
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Characterization of Hong-Ou-Mandel Bunched States by Quantum Homodyne Tomography (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hashimoto, K. Makino, J. Yoshikawa, H. Ohdan, P. van Loock, and A. Furusawa
  • 学会等名: Workshop in Olomouc - Photons beyond qubits PBQ 2015
  • 発表場所: Olomouc, Czech
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 導波路集積回路を用いた連続量量子テレポーテーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 芹川昂寛、村本和也、政田元太、吉川純一、橋本俊和、松田信幸、高橋浩、井藤幹隆、小熊学、古澤明
  • 学会等名: QUAntum Theory & Technology Un-Official Meeting
  • 発表場所: 高知工科大学・高知県・香美市
  • 年月日: 2015-01-12 – 2015-01-12
• [学会発表] 時間領域における量子非破壊相互作用ゲートの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩沢優、加治俊之、横山翔竜、中村亮介、鈴木重成、牧野兼三、芹川昂寛、吉川純一、古澤明
  • 学会等名: QUAntum Theory & Technology Un-Official Meeting
  • 発表場所: 高知工科大学・高知県・香美市
  • 年月日: 2015-01-12 – 2015-01-12
• [学会発表] Squeezing and cubic phase gates and the related technologies (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: Australian Institute of Physics Congress
  • 発表場所: Canberra, Australia
  • 年月日: 2014-12-10 – 2014-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] Frequency-Multiplexed Quantum Gaussian and non-Gaussian States at 1550 nm (2014)
  • 著者名/発表者名: K. B. Kuntz, H. Song, J. G. Webb, Trevor A. Wheatley, A. Furusawa, T. C. Ralph and E. H. Huntington
  • 学会等名: Australian Institute of Physics Congress
  • 発表場所: Canberra, Australia
  • 年月日: 2014-12-07 – 2014-12-11
• [学会発表] Squeezing and cubic phase gates and the related technologies (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: Quantum Optics VII
  • 発表場所: Mar del Plata, Argentina
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-10-30
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of Hong-Ou-Mandel bunched states by quantum homodyne tomography (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hashimoto, K. Makino, J. Yoshikawa, H. Ohdan, P. van Loock, and A. Furusawa
  • 学会等名: Frontiers in Optics (FiO) /Laser Science (LS) 2014
  • 発表場所: Tucson, USA
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-22
• [学会発表] Demonstration of dynamic squeezing gate for continuous-variable quantum information Processing (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Ogawa, K. Miyata, H. Yonezawa, P. Marek, R. Filip, and A. Furusawa
  • 学会等名: Frontiers in Optics (FiO) /Laser Science (LS) 2014
  • 発表場所: Tucson, USA
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-22
• [学会発表] Nonlocal wavefunction collapse for a single particle using homodyne measurement without post-selection (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fuwa, S. Takeda, M. Zwierz, H. Wiseman, and A. Furusawa
  • 学会等名: Frontiers in Optics (FiO) /Laser Science (LS) 2014
  • 発表場所: Tucson, USA
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-22
• [学会発表] My dreams and quantum teleportation (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: The quantum optics frontier, Symposium in honor of Jeff Kimble's 65th birthday
  • 発表場所: California, USA
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] Vacuum suppression in gain-tuned continuous-variable quantum teleportation of a single photon by conditioning on sender (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fuwa, S. Toba, S. Takeda, P. Marek, L. Mista, Jr., R.Filip, P. van Loock, and A. Furusawa
  • 学会等名: Frontiers in Optics (FiO) /Laser Science (LS) 2014
  • 発表場所: Tucson, USA
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-21
• [学会発表] Multiplexing continuous-variable quantum information in optics (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Armstrong, M. Wang, R. Y. Teh, Q. Gong, Q. He, J. Janousek, H. A. Bachor, Margaret D. Reid, P. Koy Lam, S. Yokoyama, R. Ukai, C. Sornphiphatphong, T. Kaji, S. Suzuki, J. Yoshikawa, H. Yonezawa, N. C. Menicucci, and A. Furusawa
  • 学会等名: The conference on Quantum and Nonlinear Optics III, part of SPIE/COS Photonics Asia
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-11
• [学会発表] Heralded optical quantum states and their storage in optical cavities (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Yoshikawa, K. Makino, Y. Hashimoto, and A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: The conference on Quantum and Nonlinear Optics III, part of SPIE/COS Photonics Asia
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-09
• [学会発表] Hybrid quantum information processing (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: Okinawa School in Physics: Coherent Quantum Dynamics
  • 発表場所: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] 動的スクイージングゲートの実現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川尚史、宮田一徳、米澤英宏、古澤明
  • 学会等名: 日本物理学会第69回秋季大会
  • 発表場所: 中部大学・愛知県・春日井市
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-09
• [学会発表] リング型光パラメトリック発振器による広帯域スクイーズド光生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 芹川昂寛、吉川純一、牧野兼三、古澤明
  • 学会等名: 日本物理学会第69回秋季大会
  • 発表場所: 中部大学・愛知県・春日井市
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-09
• [学会発表] 連結共振器によりタイミング制御された二光子干渉の研究I (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本洋輔、牧野兼三、吉川純一、P. van Loock、古澤明
  • 学会等名: 日本物理学会第69回秋季大会
  • 発表場所: 中部大学・愛知県・春日井市
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-09
• [学会発表] queezing and cubic phase gates and the related technologies (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: The Principles and Applications of Control in Quantum Systems 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Demonstration of Dynamic Squeezing Gate for Continuous-Variable Quantum Information Processing (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Miyata, H. Ogawa, H. Yonezawa, P. Marek, R. Filip and A. Furusawa
  • 学会等名: The Principles and Applications of Control in Quantum Systems 2014
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-08-06 – 2014-08-06
• [学会発表] Realization of squeezing of single photons and a dynamic squeezing gate (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: Quantum Control Engineering: Mathematical Principles and Applications
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2014-07-22 – 2014-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] Observation of High-Purity Single Photons Hopping between Optical Cavities (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Makino, J. Yoshikawa, Y. Hashimoto, P. van Loock, A. Furusawa
  • 学会等名: CLEO 2014
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-12
• [学会発表] Quantum non-Gaussian and Gaussian States at Multiple Side-band Frequencies (2014)
  • 著者名/発表者名: K. B. Kuntz, H. Song, J. G. Webb, T. A. Wheatley, A. Furusawa, T. C. Ralph, and E.
  • 学会等名: CLEO/QELS 2014
  • 発表場所: San Jose, U.S.A
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-12
• [学会発表] The current status of the experiment for radiation pressure noise evasion (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Konisho, S. Sakata, T. Nishimura, D. Friedrich, M. Nakano, K. Agatsuma, A. Furusawa, and S. Kawamura
  • 学会等名: GWADW 2014
  • 発表場所: Hida Hotel Plaza, Takayama, Japan
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-27
• [学会発表] 単一光子の非局所性の検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 不破麻里亜、武田俊太郎、M. Zwierz、H. Wiseman、古澤明
  • 学会等名: 公開シンポジウム「ナノ量子情報エレクトロニクスの新展開」
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際研究センター・東京都文京区
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-20
• [学会発表] 非ガウス型操作実現に向けた高速ゲイン可変ガウス型操作の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮田一徳、小川尚史、米澤英宏、古澤明
  • 学会等名: 公開シンポジウム「ナノ量子情報エレクトロニクスの新展開」
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際研究センター・東京都文京区
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-20
• [学会発表] 極限コヒーレント光通信に向けた量子情報処理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古澤明
  • 学会等名: 公開シンポジウム「ナノ量子情報エレクトロニクスの新展開」
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際研究センター・東京都文京区
  • 年月日: 2014-05-19 – 2014-05-19
• [学会発表] ime-domain multiplexing for hybrid quantum information processing (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Furusawa(Invited)
  • 学会等名: The 3rd Advanced Laser and Photon Sources (ALPS)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-04-23 – 2014-04-23
• [学会発表] Broadband Squeezed State Generated in Ring-shaped Optical Parametric Oscillator (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Serikawa, J. Yoshikawa, K. Makino, and A. Furusawa
  • 学会等名: Photon Beyond Qubits- Workshop on quantum information processing 2014
  • 発表場所: Olomouc, Czech
  • 年月日: 2014-04-14 – 2014-04-17
  • 招待講演
• [備考] 古澤研究室
  • URL: http://www.alice.t.u-tokyo.ac.jp/