Single-Photon Generation and Detection and Its Conversion to Electron Spin States for Quantum Information Applications

用于量子信息应用的单光子生成和检测及其到电子自旋态的转换

• 批准号: 17068001
• 负责人: SUEMUNE Ikuo
• 金额: $ 44.48万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17068001/
• 关键词: 量子ドット; 単一光子源; 単一光子検出器; 量子状態変換; 電子スピン; 円偏光; 量子鍵配送; 光ファイバー通信波長帯; InAs量子ドット; 微小光共振器; 荷電励起子; 量子リング; フォトニック結晶; 単一光子発生; 量子暗号通信; III-V-N系; ひずみ補償; ひずみ超格子; 量子もつれ合い; 偏光相関; 光ファイバー通信; InAs; 窒化物混晶; 光子アンチバンチング; 光子相関測定; 量子暗号

量子情報通信では、量子情報を伝送する光子状態とこれを量子情報処理することが期待されている電子スピン状態の量子情報変換が重要である。これまでに励起子状態を準共鳴励起することにより、入射円偏光状態を92.100%の量子効率で電子スピン状態に変換し、再度電子スピンから同じ円偏光状態に変換することを試みた。その結果、全体としての量子効率として92%という高い値を達成した。これは量子情報変換を実現する基礎となる。光子の検出に関しては、InGaAs APD を正弦波変調することにより、アフターパルスなどの雑音発生を防ぎ、単一光子検出器の動作を800MHz まで高速化したが,この高速光子検出器を使ってNTT と共同で量子鍵配送実験を行った。これによって、15km の通信距離では鍵生成率1.5Mビット/秒、ビットエラー率2.3%の高性能を実現した。

Quantum information communication, quantum information transmission, photon state, quantum information processing, electronic state and quantum information transformation are important. The excitation state is quasi-resonant excitation, the incident polarization state is 92.100%, the electron polarization state is switched, and the electron polarization state is switched again. The result is that the quantum efficiency is 92%. This is the basis for quantum information transformation. Photon emission is related to InGaAs APD sine wave modulation, and the operation of a single photon detector is accelerated to 800MHz. This high-speed photon detector enables quantum key distribution. High performance with a key generation rate of 1.5M/s and a service rate of 2.3% over a communication distance of 15km

项目成果

High degree of circular polarization single photon emission from a single quantum dot under non-resonant excitation and zero magnetic field

非共振激发和零磁场下单个量子点的高度圆偏振单光子发射

• 发表时间: 2007
• 作者: S. Furukawa ;et. al.;富取 正彦;H. Kumano
• 通讯作者: H. Kumano

Fourier spectroscopy of decoherence of exciton and exciton complexes insingle InAlAs quantum dots

InAlAs 量子点中激子和激子复合物退相干的傅立叶光谱

• 发表时间: 2008
• 期刊: physica status solidi(c) 5
• 作者: Y.;Kobayashi; et. al.;S. Adachi
• 通讯作者: S. Adachi

Role of Cooper Pairs for theGenerationofEntangledPhotonPairsfromSingleQuantum Dots

库珀对在单量子点生成纠缠光子对中的作用

• 发表时间: 2007
• 作者: I. Suemune;T. Akazaki;K. Tanaka;M. Jo;K. Uesugi;M. Endo;H. Kumano;and E. Hanamura
• 通讯作者: and E. Hanamura

Highly Pure Single Photon Generation from Single Quantum Dot

从单量子点产生高纯单光子

• 发表时间: 2005
• 作者: S. Kimura;H. Kumano;M. Endo;I. Suemune;T. Yokoi;H. Sasakura;S. Adachi;S. Muto;H. Z. Song;S. Hirose;and T. Usuki
• 通讯作者: and T. Usuki

Fabrication and Characterization of a High Q Microdisc Laser Using InAs Quantum Dot Active Regions

使用 InAs 量子点有源区域的高 Q 微盘激光器的制造和表征

• 发表时间: 2007
• 期刊: Nanotechnology Vol.18
• 作者: P. Thilakan;G. Sasikala;and I. Suemune
• 通讯作者: and I. Suemune