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電磁誘起透明化を用いた単一光子状態の保存と再生の実現

利用电磁感应透明度实现单光子态的保存和再现

基本信息

批准号：
05J08559
负责人：
秋葉圭一郎
金额：
$ 1.73万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J08559/
关键词：
量子光学量子情報非線形光学光子統計量子干渉効果

项目摘要

本研究は、電磁誘起透明化(EIT)を用いてパラメトリック蛍光(PF)を条件付き単一光子として利用し、これを原子集団に保存し再生することを目的としている。この実現にあたり、広帯域なPFと狭帯域な原子系の周波数幅の不一致という問題がある。昨年度、EITによる周波数フィルタ型の保存と再生を提案し実行することで、周波数幅の不一致を回避しPFの保存と再生に成功し、また、PFの周波数狭窄化を行うことによって、周波数幅不一致の問題を解消した。ここで、冷却原子集団作製系の改良が可能であることがわかり、また、保存再生における非古典性保持の検証が課題として残った。最終年度である今年度は、まず、冷却原子集団作製系を改良した。これにより、磁場による原子状態の破壊を大きく低減した。また、平行して、周波数狭窄化したPFの条件付き単一光子性を評価した。実験結果は条件付き単一光子が得られたことを示し、原子と相互作用し、かつ原子系と齟齬のない単一光子という量子情報処理に有用な光源の生成に成功した。次に、課題として残っている非古典性保持の検証を行うため、非古典性検証の不等式を導入した。これは、単一モードのPFの非古典性評価に関して、これまでにない汎用性の高いものである。この不等式を用いて、EITによる周波数狭窄化したPFの保存と再生を行い、非古典性保持の検証を行った。実験結果は、入力、出力ともに非古典性を示し、非古典光の保存と再生を実現した。この結果は、量子情報処理において通例的に用いられる非古典光の保存と再生であり、量子メモリ、非古典光の操作、非古典原子集団状態の生成を可能とする要素技術の確立を意味する。最後に、条件付き単一光子の保存と再生の実験を行った。統計誤差の問題はあるが単一光子の保存と再生に成功した。よって、目的とした単一光子の保存と再生が実現でき、これは量子情報処理の大きな一歩となる。

In this study, the purpose of electromagnetically induced transparency (EIT) is to optimize the use of photons and to preserve and regenerate atomic clusters. The problem of frequency amplitude inconsistency in a narrow band atomic system In the past year, the number of cycles in EIT was reduced, and the number of cycles in PF was reduced. The improvement of cooling atomic cluster system is possible, and the problem of non-classical preservation is solved. The final year of the year, the cooling atomic collective system was improved. The atomic state of the magnetic field is greatly reduced. In addition, the frequency of parallel waves is narrowed, and the conditions of PF are evaluated. As a result, quantum information processing is successful in generating useful light sources due to the interaction between atoms and photons. Second, the problem of non-classical preservation of the test results, non-classical test results of the introduction This is the first time that a single PF has been evaluated for its non-classical properties. This inequality is used to narrow the frequency of EIT, to preserve PF and to reproduce it, and to preserve non-classical properties. The result is that the input force and output force are non-classical and non-classical. The results of this study indicate that the preservation and regeneration of non-classical light in general applications of quantum information processing, the manipulation of non-classical light, and the generation of non-classical atomic cluster states are essential to the establishment of technology. Finally, the conditions for the preservation and regeneration of a photon are set. Statistical error is a problem of photon preservation and regeneration. The preservation and regeneration of photons are realized, and quantum information processing is a major step forward.