単一光子エンタングルメントを介したスピン間制御

通过单光子纠缠进行自旋到自旋控制

基本信息

批准号：
20H02555
负责人：
笹倉弘理
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題は量子ネットワークの形成に向けた基盤技術として, 現行の光通信網と整合性が良く, 統計的・エネルギー揺らぎを抑制した量子ドット内蔵型光ファイバーデバイスを開発し, 伝送路の不安定性に対する耐性に優れたエンタングルメン伝送路の揺らぎの影響を受ける光子一つと真空場で形成されるエンタングルメントを介した量子テレポーテーションの実験を通して, 伝送路の揺らぎに対する忠実度の影響を精査し, 現行の光通信網を介した量子ノード間制御への展開を図るものである.1,2年目の結果を基に, クロスニコル型量子ドット結合型光ファイバーデバイスの開発を継続し, 偏光選択性, 透過率特性及び作製歩留まりの向上に向けて, 二重ワイヤーグリッド構造及び作製工程の最適化を実験と数値シミュレーションを併用して実施し, 消光比の実測結果から4桁程度まで達成できた.また単一光子と真空場のエンタングルメントを媒体としたシングルモードテレポーテションの実験系の構築に着手した. まず原理検証に向けて自由空間系での光学系の構築に着手した. 現状では単一半導体量子ドットから生成する光子数が数十kHzであるため, 光子統計性の取得には, 数時間程度の実測時間が必要となることが予測されたため, 実験系自体の位相揺らぎの抑制方法の確立が必要であることから, パッシブな位相安定化に加え, アクティブな位相安定化機構の実装し安定化を図った. 更に昨年度に導入した, 低振動型循環式位スタットと組み合わせることにより, 十分な計測時間を確保する目途がついた.

本研究项目的目的是开发一种与当前光通信网络兼容、抑制统计和能量波动的内置量子点的光纤器件，作为形成量子网络的基础技术，解决量子点的问题。通过在真空场中形成的纠缠和受具有优异抵抗力的纠缠传输线波动影响的单光子进行量子隐形传态实验，我们研究了保真度对传输线波动的影响，目的是通过当前的光通信网络开发量子节点之间的控制。基于第一年和第二年的成果，我们将继续开发交叉尼科耳型量子点耦合光纤器件并提高偏振选择性，在。为了提高透射率特性和制造良率，我们采用实验和数值模拟相结合的方式优化了双线栅结构和制造工艺。根据实际测量结果，我们能够实现大约4位数的消光比。我们还开始构建一个利用单光子纠缠和真空场作为介质的单模隐形传态实验系统。旨在验证自由空间中的原理，我们已经开始为该系统构建光学系统，目前单个半导体量子点产生的光子数量为数十kHz，因此获得光子统计需要几个小时的实际测量时间。被预测，由于需要建立一种抑制实验系统本身相位波动的方法，因此除了被动相位稳定之外，我们还实施了主动相位稳定机制，通过将其与循环位置统计相结合，我们有望确保足够的测量时间。。