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量子非破壊測定を利用した原子の量子テレポーテーションの実現

使用非破坏性量子测量实现原子的量子隐形传态

基本信息

批准号：
04J04587
负责人：
赤松大輔
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04587/
关键词：
量子光学量子エレクトロニクス量子情報処理非線形光学

项目摘要

本研究では、電磁誘起透明化(EIT)を利用した手法(光凍結)により、肝となる原子ガスのスピンスクイーズド状態を得ることを計画していた。具体的には、光凍結によりスクイーズド光の量子状態を原子集団のスピンコヒーレンスの量子状態に転写することにより、スピンスクイーズド状態を得る。EITに伴う鋭い屈折率分散により光パルスが媒体中を超低速度伝播し空間的な圧縮を受ける事が光凍結による量子状態の転写を可能にしている。そこで、本年度は、スクイーズド光の光凍結の実現を目標として実験を行った。透明化を誘起するコヒーレント光とともに、パルス化されたスクイーズド光をガスセルに入射した。EITにより透過してきたスクイーズド光パルスを二色の局発光を用いた光ホモダイン検出法により測定した。実験結果から、EITにより媒体中を伝播するスクイーズド光の群速度が真空中の約5000分の1まで低下していることが確認された。本実験は、EITによりスクイーズド光を超低速度伝播させる事に成功した初めての実験であり、スクイーズド光の光凍結へ向けた礎として大きな意味を持つ。現在、実験結果をまとめた論文を英文雑誌に投稿中である。上記の実験のような常温の原子ガスを用いた場合、高い光学密度を持つ媒体中において、狭帯域でかつ高い透過率を持った透明窓を生じさせることは実験的に困難であることが、これまでの研究により明らかになってきた。そこで、レーザー冷却された極低温原子集団を用いて実験を行った。極低温原子集団を用いた場合には高い光学密度をもつ媒体中(OD〜5)でも100%の透過率を持つ透明窓を生じさせることができることがわかった。極低温原子集団を用いてスクイーズド光の超低速度伝播の実験を行うことで、よりSNの高い実験結果を得ることができるようになり、媒体中の群速度を真空中の約15000分の1まで低下させることにも成功した。

In this study, electromagnetically induced transparency (EIT) was used to determine the state of the atom by photofreezing. Specifically, the quantum state of the light is obtained by freezing the light and the quantum state of the atom. EIT is accompanied by sharp refractive index dispersion, ultra-low speed propagation, spatial compression, optical freezing, quantum state writing, etc. This year's goal is to achieve the goal of light freezing. The transparency of the light source is very important. EIT is a two-color optical system. As a result, EIT was confirmed to be the lowest group velocity of light in the media, approximately 5000 minutes in vacuum. This is the first time that EIT has been successful in the development of ultra-low-speed transmission of light, and the first time that EIT has been successful in the development of ultra-low-speed transmission of light, the light has been frozen. Now, the results of the paper are published in English. Note that the atomic space at room temperature is difficult to be used in high and medium optical density, high and medium transmittance, and narrow band transmission. The cooling system is used for cooling extremely low temperature atoms. Very low temperature atomic clusters are used in high optical density media (OD ~ 5) with a transmittance of 100% and transparency. The ultra-low speed propagation of ultra-low temperature atomic clusters in the medium was successfully carried out at about 15000 min in vacuum.