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光子検出を利用した伝令の手法により、単一光子状態は高純度に生成可能である。しかし、この手法は量子力学的な重ね合わせ状態からの測定による射影を利用しているため、その生成タイミングは本質的にランダムである。そのため、生成した単一光子状態を高純度のまま保存する量子メモリーが応用上重要となる。我々の先行研究において、連結共振器のスイッチングを利用して量子メモリーが実現でき、それを用いると単一光子状態を高純度のまま保存し、タイミングを制御して放出できることが示されている。この手法を用いて、生成タイミングが一般には異なる二つの単一光子を同期して放出し、干渉させることが本研究の目的である。量子メモリーによる光子の同期および干渉は、光子を利用した量子情報処理や量子中継などの基礎となり得る基本技術である。
初年度および第二年度で二光子干渉の実験系を構築し、実験データを取りきることができた。構築した実験系は、制御にロックポイントの自動探索、エラー検知等の機能を追加することで、長時間の実験に耐え得るようにした。実験の検証においては、干渉後の状態を波の基底から評価し、干渉位相に依存する特徴的な相関を見た。また、同期のための最大待ち時間を変えながら、出力状態の依存性を調べた。最終年度では成果を論文としてScience Advances誌で公表することができた。また、連結共振器型量子メモリーの更なる発展を目指して試行錯誤する実験を継続して行った。
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