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。

在这项研究中，我们计划通过使用电磁诱导的透明度（EIT）（PhotoFofreezing）获得原子气的自旋挤压状态，即肝脏。具体而言，通过将光冻结到原子群的自旋相干性的量子状态中传递挤压光的量子状态来获得自旋挤压状态。与EIT相关的尖锐折射率分散剂会导致光脉冲通过培养基传播极低的速度并经历空间压缩，从而使由于光冻结而导致量子状态转移。因此，今年，我们进行了一个实验，目的是实现挤压光的光冻结。脉冲挤压光与连贯的光一起入射在燃气电池上，从而引起透明度。通过使用两色局部发射的光学同伴检测来测量由EIT传输的挤压光脉冲。实验结果证实，通过EIT传播培养基的挤压光的群速度已降低至真空的5,000个。该实验是第一次通过使用EIT成功传播挤压的光，并且具有极大的意义，作为冻结光线的基础。目前，一份编译实验结果的论文已提交给英文杂志。先前的研究表明，在室温下使用原子气，例如在上述实验中，在实验上很难在具有较高光学密度的介质中产生带有狭窄带和高透射率的透明窗口。因此，使用激光冷的低温原子基团进行了实验。已经发现，当使用低温原子种群时，即使在具有高光密度（OD-5）的培养基中也可以产生具有100％透射率的透明窗口。通过使用低温原子基团对挤压光的超低速度传播进行实验，我们已经能够获得较高SN的实验结果，并且我们还成功地将培养基中的组速度降低至真空中约1/15,000。