単一量子テレポーテーション素子を用いたスケーラブルなハイブリッド型多段階量子操作

使用单个量子隐形传态装置的可扩展混合多步量子操纵

基本信息

批准号：
14J10522
负责人：
不破麻里亜
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ハイブリッド技術の実用化に向け，量子エラー訂正研究への第一歩を踏み出した。具体的には、光を用いた量子情報処理の最大の弱点である光子ロスを克服する第一歩として、２光子の重ね合わせ状態（時間2モード量子トリット）の生成と量子テレポーテーションを平成27年に行った。この成果を平成28年に博士論文としてまとめた。今後は，再現性を確認したのちに、国際誌の論文と国際学会にて発表したい。平成28年10月から平成29年3月までドイツ、エアランゲンにある光科学のためのマックスプランク研究所（Max-Planck-Institut fuer die Physik des Lichts, MPL）を訪問した。ここでは、上記の研究テーマで用いた連続量量子情報技術を高出力光ファイバーレーザーという産業応用へとつなげる架け橋の一つとなりうる研究に携わる機会を得た。kWオーダーの出力を可能とする高出力光ファイバーレーザーは、そのレーザーカッターによるレーザー加工などの産業応用や、高出力レーザーを用いて物質の内部構造を探求する学術的な応用から注目を浴びている。このように高出力レーザーの需要が増す時代背景はある一方で、その出力パワーは頭打ちに差し掛かっている。その原因として、(i)ブリルアン散乱によるファイバー内部の反射、(ii)コヒーレント結合における位相ロックの不完全性とがある。いずれも量子力学的な効果である。このような量子光学的な問題は、連続量量子情報処理や重力は干渉計で用いられている技術を適応することで解決出来る事が期待される。このような、高出力レーザーの量子力学的な効果に焦点を当てた研究は、世界で初めての試みである。この中で、申請者は、とりわけ(ii)の課題を担当した。平成28年11月末から実験準備を始め、同年の12月に光学系の立ち上げを完了した。

我们在量子纠错研究方面迈出了混合技术实际应用的第一步。具体来说，作为克服光子损失（这是利用光进行量子信息处理的最大弱点）的第一步，我们将在 2015 年开发双光子叠加态（时间双模量子三态）的生成和量子隐形传态。 2016年去的。该成果于2016年总结为博士论文。将来，在确认重现性后，我想在国际期刊和国际会议上展示结果。 2016年10月至2017年3月，我访问了位于德国埃尔兰根的马克斯普朗克光科学研究所（MPL）。在这里，我有机会从事可以作为上述研究主题中使用的连续量子信息技术与高功率光纤激光器工业应用之间桥梁的研究。高功率光纤激光器能够输出千瓦量级的功率，其工业应用（例如使用激光切割机进行激光加工）和学术应用（例如使用高功率探索材料的内部结构）正在引起人们的关注。功率激光器。虽然对高功率激光器的需求不断增长是有历史背景的，但它们的输出功率正在达到稳定水平。原因包括 (i) 由于布里渊散射而导致光纤内部的反射，以及 (ii) 相干耦合中的不完全锁相。两者都是量子力学效应。预计此类量子光学问题可以通过应用连续量子信息处理和重力干涉仪中使用的技术来解决。此类针对高功率激光量子力学效应的研究在国际上尚属首次尝试。其中，申请人尤其负责任务(ii)。实验准备工作于2016年11月底开始，光学系统于同年12月完成。