半導体による量子もつれ光子の発生・制御およびデコヒーレンスに関する研究

半导体中量子纠缠光子的产生与控制及退相干研究

• 批准号: 16204018
• 负责人: 枝松 圭一
• 金额: $ 27.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16204018/
• 关键词: 量子もつれ; 光物性; 量子光学; 非線形光学; 励起子分子; 二光子共鳴散乱; CuCl; ポラリトン

本研究課題では,半導体の励起子分子準位に共鳴した二光子共鳴散乱(ハイパーパラメトリック散乱)を利用した量子もつれ光子対の生成に関し,1.バルクおよび微小共振器構造半導体の二光子共鳴散乱を用いた量子もつれ光子対の効率的な発生および制御方法を開発すること,2.発生した光子対の量子もつれの状態を検出・評価することによって,半導体中の二励起子ポラリトン状態の位相緩和過程と量子状態のデコヒーレンスの制御に関する新たな知見を得ること,の二点を目的とした研究を行っている.本年度の研究実績の概要を以下に記す.1.CuCl結晶の励起子分子二光子共鳴散乱による量子もつれ光子対の生成実験の結果をNature誌に発表した.2.本年度導入した高繰り返し超短パルスチタンサファイアレーザを励起光源とする実験系を構築し,光子対の観測における偶然の二光子計数による寄与を無視できうる程度に低減した.その結果,偶然の二光子計数の寄与を差し引くことなく,より良質かつ効率の高い量子もつれ光子対の発生・検出を実現することに成功した.3.半導体ナノ構造における二光子共鳴散乱の増強効果の理論的研究を行い,半導体微小共振器構造との共鳴効果によって,二光子共鳴散乱の効率が飛躍的に大きくなる可能性を見出した.

This research topic is about the excitation molecular alignment resonance and two-photon resonance scattering in semiconductors 1. Development of a method for controlling the generation of photon pair efficiency by using quantum devices to construct semiconductor two-photon resonance scattering; 2. Detection and evaluation of the state of photon pair generation by using quantum devices. A new understanding of the phase relaxation process and the control of the quantum state in semiconductors has been obtained. A summary of the research results of this year is as follows: 1. The results of the generation of photon pairs by quantum excitation of CuCl crystals are reported in Nature. 2. The introduction of excitation light sources in this year is highly unstable. The construction of excitation light sources, the detection of photon pairs, the occasional two-photon counting, and the degree of neglect are reduced. 3. Theoretical study on enhancement effect of two-photon resonance scattering in semiconductor structures. The resonance effect of semiconductor micro-resonator structures. The possibility of a leap in efficiency of two-photon resonance scattering.

项目成果

Evaluation of two-photon nonlinearity by semiclassical method

半经典方法评估双光子非线性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review Letters 93
• 作者: K.Koshino;H.Ishihara
• 通讯作者: H.Ishihara

Generation of ultraviolet entangled photons in a semiconductor

• DOI: 10.1038/nature02838
• 发表时间: 2004-09-09
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Edamatsu, K;Oohata, G;Itoh, T
• 通讯作者: Itoh, T

量子情報通信と半導体量子光学

量子信息通信与半导体量子光学

• 发表时间: 2005
• 期刊: 学術月報 58・4(掲載予定)
• 作者: Ita;Y;et. al.;枝松圭一
• 通讯作者: 枝松圭一

Parameters of a driven Janynes-Cummings Hamiltonian

驱动 Janynes-Cummings 哈密顿量的参数

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Optics B : Quantum and Semiclass.Opt. 7
• 作者: Jeong;W.-S;et. al.;H.Ajiki
• 通讯作者: H.Ajiki

量子もつれ光子対の発生方法

如何生成量子纠缠光子对

• 发表时间: 2004