原子集団と光の集団相互作用による多次元エンタングルメントの生成とその評価

由于原子和光的集体相互作用而产生的多维纠缠的生成和评估

• 批准号: 07J01523
• 负责人: 井上 遼太郎
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J01523/
• 关键词: ラゲールガウシアンモード; 量子メモリ; プロセストモグラフィー; 冷却原子集団; エンタングルメント; ラゲール・ガウシアンモード

本年度は,quditベースの量子ネットワークの実現に向けてさらに一歩踏み込む目的で,冷却原子集団を用いた量子メモリについて,光の軌道角運動量状態に対する応答を評価した.量子メモリは,重ね合わせ状態も含めた任意の量子状態を一地点に保存し,任意のタイミングで再生することが可能なデバイスである.軌道角運動量状態に対する量子メモリに関する他グループの実験研究は特定の軌道角運動量状態に対する保存・再生成功確率の評価にとどまっており,その本質であるところの,メモリの量子的な性質にはアプローチされてこなかった.私の前年度までの研究は原子集団を用いて構成した量子メモリと単一光子との間に生成したエンタングルメントを評価したものであるが,任意状態の保存・再生については確認できたと言えるものの,その保存時間は40nsにとどまっていた.今年度の研究では,単一光子レベルの弱いコヒーレント光に対する空間的な位相変調を用いて(-1,0,+1)次のラゲールガウシアンモードで張られる様々な軌道角運動量状態を準備し,同様の位相変調と単一モードファイバーを組み合わせて用いることで軌道角運動量に敏感な測定を行うことを通して,量子メモリの軌道角運動量状態に対する応答をプロセストモグラフィーの手法を用いて推定した.現状の系での再生確率に関するコヒーレンス時間は20usであるが,その系で評価可能な30usまでの保存時間においては軌道角運動量状態に対する顕著なデコヒーレンスは確認されなかったことから,(-1,0,+1)次のラゲールガウシアンモードで構成された3次元の任意の量子状態に対して,冷却原子集団を用いた量子メモリが少なくとも30usの間は十分有効に機能することが明らかとなった.この結果は,軌道角運動量quditを用いた量子ネットワーク実現の可能性を強く肯定するものである.

This year, we will review the quantum mechanism of quantum physics and the state of orbital angular motion of light. Quantum states include any quantum state that can be preserved in one place, any quantum state that can be regenerated in another place. A study on the quantum properties of orbital angular motion states and the evaluation of the preservation and regeneration success rate of certain orbital angular motion states. In the past year, the study of atomic groups was carried out in the form of quantum media. The generation of photons was evaluated. The preservation and regeneration of arbitrary states was confirmed. The preservation time was 40ns. This year's research is to prepare for the phase shift of a single photon in the weak phase shift of a single photon in the space (-1, 0,+1) and to prepare for the phase shift of a single photon in the space (-1, 0,+1) and to prepare for the phase shift of a single photon in the space (-1, 0,+1). The state of orbital angular motion of quantum particles is estimated by means of a method. The reproduction accuracy of the current system is related to the storage time of 20us, the system evaluation possibility of 30us, the orbital angular motion state, the confirmation of (-1, 0,+1) times, and the composition of 3-dimensional arbitrary quantum state. The cooling atom set is used in quantum physics. It is used in quantum physics. The result is that the orbital angular motion qudit is used to determine the probability of realization.

项目成果

原子集団-光子間多次元エンタングルメントの評価

原子团与光子之间多维纠缠的评估

• 发表时间: 2007
• 作者: 斎藤英雄;林邦彦;植松裕子;川本哲也;窪川直毅;藤原 徹;Akihiro Yoshida;坂口 和靖;鎌田 瑠泉;中馬 吉郎;野村 尚生;鎌田 瑠泉;鎌田 瑠泉;野村 尚生;宮崎 広充;八木 寛陽;二本杉剛;二本杉剛(西條辰義氏と共同発表);二本杉剛(西條辰義氏と共同発表);T. Kawagoe;宮町俊生;井上遼太郎;井上遼太郎;井上 遼太郎
• 通讯作者: 井上 遼太郎

軌道角運動量状態に関する量子メモリのプロセス推定

轨道角动量态的量子记忆过程估计

• 发表时间: 2010
• 作者: 斎藤英雄;林邦彦;植松裕子;川本哲也;窪川直毅;藤原 徹;Akihiro Yoshida;坂口 和靖;鎌田 瑠泉;中馬 吉郎;野村 尚生;鎌田 瑠泉;鎌田 瑠泉;野村 尚生;宮崎 広充;八木 寛陽;二本杉剛;二本杉剛(西條辰義氏と共同発表);二本杉剛(西條辰義氏と共同発表);T. Kawagoe;宮町俊生;井上遼太郎
• 通讯作者: 井上遼太郎