2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15H03704
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 俊 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10403130)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 量子コンピューター / 量子通信 / 量子周波数変換 / 単一光子 / 量子エレクトロニクス / 量子回路 / 量子干渉計 / 多体量子操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光周波数を基底状態とした多次元ヒルベルト空間上の量子状態を自在に操作することができるユニバーサル量子操作を目標に研究を推進している。光周波数は現在、最も正確に測定できる物理量であるため、光周波数で張るヒルベルト空間上に量子情報を符号化すれば最も稠密に量子情報処理が可能である。しかし、他の物理量と異なり、光周波数の量子操作は未開拓である。本年度は光周波数変換による任意の１量子ビット状態への操作と射影測定の実現を目指した研究を主に行った。光周波数変換の媒体として導波路型PPLNを用い、２次の非線形光学効果による和・差周波発生を行った。光周波数量子ビットの任意の状態への操作と射影測定を実証するためには５０％の変換効率の達成が重要となるが、それを実験的に確認することができている。５０％の変換効率を達成していれば、通常の光干渉計におけるビームスプリッターを実現しており、１量子ビット操作に十分な能力といえる。また、励起光の位相変化により干渉計の位相変化が起きることも実験的に確認することができた。これらの実験はレーザー光を用いた実験であるため、実際に量子ビットを操作可能であるかを検証していない。また、光周波数領域において、２量子ビット操作を実現するための理論を提案し特許申請を行った。加えて周波数間の位相制御のための分散性媒質としてプラズモニックメタマテリアルに注目し、その利用可能性を実験的に確認することもできた。また、共振器による輻射場の増強に関する基礎研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた１量子ビット操作の基本動作を確認することができ、２量子ビット操作に関しても特許申請を行うなど、当初予定をやや前倒しする程度の進捗が見られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
特に問題なく順調に研究が進んでいるため、このペースを維持できれば十分に目的を達せられる。
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Research Products
(15 results)
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[Presentation] Optical vortex emission from a half-bottle microstructure2015
Author(s)
Y. Takeuchi, M. Asano, S. Komori, S. K. Ozdemir, R. Ikuta, T. Yamamoto, L. Yang, N. Imoto
Organizer
The 2nd International Symposium on INTERACTIVE MATERIALS SCIENCE CADET PROGRAM (iSIMSC-2)
Place of Presentation
Senri Hankyu Hotel, Osaka, Japan.
Year and Date
2015-11-18 – 2015-11-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Observation of Hong-Ou-Mandel interference by using a frequency-domain beamsplitter2015
Author(s)
T. Kobayashi, R. Ikuta, S. Yasui, S. Miki, T. Yamashita, H. Terai, M. Fujiwara, T. Yamamoto, M. Sasaki, Z. Wang, M. Koashi, N. Imoto
Organizer
CLEO/Europe-EQEC 2015
Place of Presentation
International Congress Centre (ICM), Munich, Germany
Year and Date
2015-06-21 – 2015-06-25
Int'l Joint Research
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[Presentation] Quantum Entanglement Distillation Using an Optical Metamaterial2015
Author(s)
M. Bechu, M. Asano, M. Tame, S. K. Ozdemir, R. Ikuta, T. Yamamoto, D. O. Guney, L. Yang, M. Wegener, N. Imoto
Organizer
CLEO:2015
Place of Presentation
San Jose Convention Center, San Jose, CA, USA
Year and Date
2015-05-10 – 2015-05-15
Int'l Joint Research
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