損失耐性のある量子測定の研究

容损量子测量研究

• 批准号: 21H04445
• 负责人: 山本 俊
• 金额: $ 27.04万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04445/
• 关键词: 量子光学; 量子情報; 量子通信; 量子インターネット; 量子コンピュータ; 量子暗号; 量子エレクトロニクス; 量子計算; 量子ネットワーク; 量子中継

本研究課題では、様々な物理系で実現される物質量子系を光でつなぐ「量子インターネット」の中核となる「損失耐性のある量子測定」の基礎研究を行う。空間的に局在したスタティックな量子系である原子やイオン等の量子状態を伝搬する光を介して遠隔地に運び、別の量子系との間にエンタングルメントを形成する量子インターネット研究において、今後重要な課題となるのが、量子状態を運ぶ光の損失の指数関数的増大の抑制である。これには、多重化された光の量子状態に対する効率的な量子測定が必須であり、光ファイバー通信波長帯で動作する必要がある。特に核となる量子測定を通信波長帯で実現することを目指している。そのための要素技術として、必要なリソースとなる通信波長帯のGHZ状態等の多光子エンタングルメント状態の生成に向けた研究を行う。まずは、1560 nmの短パルスレーザーの２倍波(780 nm)を励起光源としたパラメトリック変換を用いた高効率な通信波長帯の２光子エンタングル状態光源を開発する。これを、光増幅器(EDFA)により増幅し、非線形結晶である導波路型PPLNの第２高調波発生により780nmの挟線幅レーザー(100 mW程度)を作製する。これを励起光として、導波路型PPLNによるパラメトリック下方変換を行うことで光子対光源を作成する。本年度はタンデム型導波路型PPLNを作成することで、サニャック干渉計のような複雑な光学系を用いないシングルパスの偏光エンタングルメント光子対発生を実現した。光子対の波長は非縮退（1541 nmと1580 nm）であり、通信波長帯となっている。また、多光子エンタングルメント状態の生成を目指して、２台の光源を実現した。さらに、周波数多重化された偏光エンタングルメント光子対発生の実現に成功した。

In this study, the physics department of the Department of Physics has found that the quantum system of physics is based on the basic research of the quantum system, which is called "quantum physics", "quantum physics", "quantum measurement". The situation in the space is very important in the quantum system, such as the quantum system, the atomic system, and so on. In the quantum system, there is a large suppression of the number of the optical loss index of the quantum system, and that of the quantum system. The quantum measurement of the optical quantum state is necessary, and the action of the optical communication wave length is necessary. Special nuclear quantum measurement is used to determine the wave length of the communication. Multi-photon communication systems, such as multi-photon transmission, and so on, are required to generate direct communication research lines, such as multi-photon transmission, and so on. At 1560 nm, the light source is excited to operate at 2 times the frequency (780 nm). The light source is activated to use the high-rate communication wavelength of 2 photons. The optical amplifier (EDFA) is used to measure the amplitude, and the non-shaped crystal is used to generate the second highest wave in the PPLN. The 780nm is connected with the amplitude (100 mW) to make the transmission. The light is excited, the wave-path PPLN is used, and the photon light source is made under the light source. This year, the wave-type PPLN is used in the department of optics. This year, the optical system is used in the department of optics. this year, the wave-type wave-type optical circuit is used in the Department of Optics. The photon wavelength is not fading (1541 nm

项目成果

光周波数ピンセット

光频镊子

• 发表时间: 2022
• 作者: 生田力三;横田雅世;小林俊輝;井元信之;山本俊
• 通讯作者: 山本俊

A fiber-coupled frequency converter based on a PPLN waveguide for quantum internet

用于量子互联网的基于PPLN波导的光纤耦合变频器

• 发表时间: 2021
• 作者: Shoichi Murakami;Rintaro Fujimoto;Toshiki Kobayashi;Rikizo Ikuta,;asuka inoue;takeshi umeki;ryoichi kasahara;tetsuya mukai;shigehito miki;Shigeyuki Miyajima;Masahiro Yabuno;Fumihiro China;Hirotaka Terai;Nobuyuki Imoto;Takashi Yamamoto
• 通讯作者: Takashi Yamamoto

量子インターネットとセキュリティ

量子互联网与安全

• 发表时间: 2023
• 作者: Huang Jian;Weng Su-Ming;Wang Xin;Zhong Jia-Yong;Zhu Xing-Long;Li Xiao-Feng;Chen Min;Murakami Masakatsu;Sheng Zheng-Ming;山本俊
• 通讯作者: 山本俊

Application of PPLN Waveguide Resonators to Quantum Information Processing

PPLN波导谐振器在量子信息处理中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: Zheyuan Liu;井出竜鳳;有馬孝尚;益田隆嗣;Rikizo Ikuta
• 通讯作者: Rikizo Ikuta

スタビライザー形式に基づく線形光学回路の解析

基于稳定器格式的线性光路分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 山崎友裕;生田力三;山本俊
• 通讯作者: 山本俊