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フォトニック結晶を用いた量子情報デバイス実現に向けた超低損失情報処理に関する研究

利用光子晶体实现量子信息器件的超低损耗信息处理研究

基本信息

批准号：
18810026
负责人：
二瓶裕之
金额：
$ 0.88万
依托单位：
Health Sciences University of Hokkaido
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、フォトニック結晶に埋め込まれた原子を用いた量子情報デバイスの実現を目指して、量子情報処理の過程で発生する情報損失を極めて低減させる方法を明らかにした.更に、この結果をベースにして、狙いを定めた量子状態のみを制御できるようなターゲット型のコヒーレント制御手法を明らかにした.具体的には、まず、フォトニック結晶に埋め込まれた原子の放射スペクトルを計算することで、フォトニックバンドギャップ(PBG)内部にパルス上のスペクトルピークとダークラインが発生することを明らかにした.更に、光パルスを照射してダークラインをスペクトルピークへチューニングすることで、原子の共鳴周波数をPBGの内部においたまま原子の励起状態をコヒーレント制御できることを明らかにした.PBG内部で励起状態を制御することで、励起状態の緩和を強く抑えることができ、この結果を応用することで、情報損失を強く抑制したまま量子情報を処理することが可能となる.また、ダークラインをスペクトルピークへチューニングするさいの周波数選択性が極めて高いことも明らかにした.周波数選択性が高いことから、特定の共鳴周波数を持つ原子に狙いを定めてコヒーレント制御することが可能となる.この結果、フォトニック結晶に埋め込まれている多数の原子(もしくは、量子ドット)の中から、ターゲットとなる特定の原子(もしくは量子ドット)を制御できる.このように、損失を低減し、更に、特定の量子状態のみを制御できるような手法はナノフォトニクスなどの超微細デバイスの開発の基盤技術になると期待できる.

In this paper, we study how to reduce the information loss in the process of quantum information processing. In addition, the result of this is that the quantum state is controlled by the quantum state. Specific atomic emission parameters are calculated for the crystal, crystal, and the inner part of the PBG. In addition, the number of resonance cycles of atoms in PBG is controlled by the excitation state in PBG. Information loss is suppressed and quantum information is processed. The number of cycles in the frequency range is extremely high. Cycle number selectivity is high, specific resonance cycle number is constant, atomic number is constant, cycle number is controlled, and cycle number is possible. As a result, most of the atoms in the crystal are controlled by the atoms in the crystal. This is the first time that we've seen a technology that reduces losses, reduces losses, and controls specific quantum states.