超伝導転移端センサを用いた光子数識別器の開発とシュレーディンガーの猫状態の生成

使用超导跃迁边缘传感器开发光子数鉴别器并生成薛定谔猫态

基本信息

批准号：
10J07182
负责人：
藪野正裕
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J07182/
关键词：
光子対生成周波数相関制御通信波長帯 4光子干渉光子検出

项目摘要

本年度はまず昨年度の実験結果に対して数値計算・理論解析を行い考察を深めた.昨年度開発した高効率光子源により生成された光子対の2光子スペクトルの測定結果に対するSchmldt分解を用いた解析と数値計算によるシミュレーションにより,開発した光子源から生成された光子が83%という高いスペクトル純粋度を持つことを明らかにした.また2光子スペクトルの強度と振幅に対するSchmidt numberと光子のスペクトル純粋度の関係について明らかにした.以上は,2光子スペクトルの測定結果と合わせて開発した光子源の多光子量子干渉に対する優れた特性を示すとともに,今後多光子量子干渉に対する光子源の性能を評価する際に有益となる成果である.また理論計算により多光子量子干渉実験で用いた実験系において光子対の周波数相関の有無が観測される干渉縞とその明瞭度に与える影響についても明らかにした.また通信波長帯における周波数無相関光子対の発生と4光子量子干渉について国際会議で報告するとともに,これまでの成果を論文にまとめて投稿した.本年度はまた,昨年度から引き続き超伝導転移端センサを用いた光子数識別検出システムの開発を進めた.He3希釈冷凍機内部への超伝導転移端センサの導入と周辺回路の配線等を行い,冷却試験において超伝導転移端センサが機能することを確認した.また光子数識別に用いるデジタルフィルタリング回路の開発を行った.また超伝導転移端センサの低い動作周波数に対応させるためレーザーパルスの繰り返し周波数を下げるためのパルスピッカーを導入するなど,超伝導転移端センサを用いた光学実験に向けて多光子量子干渉に用いた実験系の改良を行った.

今年，我们首先对去年的实验结果进行了数值计算和理论分析，以加深理解。我们对高效光子源产生的光子对的双光子光谱的测量结果进行了Schmldt分解分析去年开发的数值模拟表明，所开发的光子源产生的光子具有 83% 的高光谱纯度。阐明了光子数量与光谱纯度之间的关系，结合双光子光谱的测量结果，上述结果证明了所开发的光子源抗多光子量子干涉的优异特性，该结果是有用的。在评估源的性能时。它对于理论计算也很有用。此外，在多光子量子干涉实验所使用的实验系统中，我们还阐明了光子对之间的频率相关性对观测到的干涉条纹及其清晰度的影响。我们还研究了通信波长中频率不相关的光子对的出现情况。波段和四光子量子干涉，并在一篇论文中总结了迄今为止的结果。今年，我们继去年的基础上继续开发采用超导跃迁边缘传感器的光子数识别检测系统。在He3稀释制冷机中引入超导跃迁边缘传感器并布线外围电路等。我们进行了冷却测试，确认了超导过渡边缘传感器功能。我们还开发了使用超导过渡边缘传感器的数字滤波电路。我们还使用超导过渡边缘传感器进行了光学实验，例如引入脉冲选择器来降低激光脉冲的重复频率，以适应超导过渡边缘传感器的低工作频率我们改进了用于多光子量子干涉的实验系统。