Direct measurement of time-frequency quantum channels of photons for the construction of the quantum internet infrastructure

直接测量光子时频量子通道，用于构建量子互联网基础设施

• 批准号: 21K04915
• 负责人: 小川 和久
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04915/
• 关键词: 直接測定; 時間自由度; 量子インターネット; 時間-周波数自由度; 超短パルス; 時間-周波数量子チャネル

本研究では, 個々の量子系を量子通信によりコヒーレントに接続し, 将来的に大規模な量子情報処理を目指す「量子インターネット」構想を念頭に置き, 各量子系を光子の時間-周波数自由度に量子情報をエンコードして伝送する際の, 送りたい光子の時間-周波数状態の準備, および量子チャネル通過に伴う未知の変換 (プロセス) , 光子を検出して状態を評価する際の測定を評価する手段として, 「直接測定」という独自のアプローチを提案し, 実証することを目指している. 今年度は、まず量子状態の直接測定の具体的な実現方法を見直し、大幅な光子損失を伴う射影測定を利用した当初の方式ではなく、原理的に無損失なユニタリ変換を用いる新たな方法を見出した。次に、その方法を時間自由度に量子状態をエンコードした光パルス列に適用し、直接測定を実験的に実現するための予備実験を行った。状態生成に関しては光の振幅位相を変換するdual parallel modulator (DPM)で行うが、準備状態がわずかに時間ドリフトすることがわかり、それを補償する制御が必要であることがわかった。直接測定のためのユニタリ変換および光検出は非対称Mach-Zehnder干渉系および高速オシロスコープで実施し、理想的に実現できることを確認した。

In this study, the quantum communication system of the quantum communication system is in contact with each other. In the future, the large-scale quantum communication system refers to the concept of the "quantum communication system". Each quantum system has photon time-cycle number of degrees of freedom, and the quantum information system is ready to send photons in time-cycle number of degrees of freedom. With the help of an unknown device, photons show that the measurement method is accurate, the direct measurement is independent of the proposal, and the photon is used to determine the status of the device, the photon is used to determine the performance of the device. This year's quantum state direct measurement of the specific detection method, large-scale photon loss with projective measurement, the use of the original method, the principle of the direct measurement of the quantum state, the direct measurement of the quantum state of this year, the direct measurement of the quantum state of this year, the direct measurement of the quantum state of this year, the direct measurement of the quantum state, the detection of photons, the loss of photons and the determination of projective measurements. The second and second methods have different degrees of freedom in time, so that the optical system is used, and the data of the system is measured directly. The status generates the optical amplitude and phase response dual parallel modulator (DPM) line, prepares the status monitoring system, and prepares the status monitoring system to make sure that you need to make sure that you need to monitor the performance of the system. Directly determine the accuracy of the measurement system, which is called the Mach-Zehnder system, the high-speed equipment, the high-speed equipment, the ideal equipment, and the confirmation device.