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多次元量子もつれ光子対の実現とそれを用いた広帯域量子干渉分光法の開拓

多维量子纠缠光子对的实现以及利用它们开发宽带量子干涉光谱

基本信息

批准号：
22KJ1735
负责人：
北條真之
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、１量子相関光子対源の実装、２赤外光指数計測システムの構築、３赤外域における量子相関光子対源の相関測定、をそれぞれ行なった。１について、昨年度開発したくり返し周波数同期レーザーを用いて自発パラメトリック下方変換（SPDC）過程による光子対発生を行なった。また発生した光子対の諸性質を定量的に評価し、量子相関光子対源としての利用可能性の妥当性を実証した。２について、同様に昨年度開発した赤外上方変換システムを改良し、赤外光子対の変換量子効率を３０％まで改善し、量子的情報を保ちながら赤外光子を可視光子に変換する高感度赤外光検出システムを構築した。３について、１、２を組み合わせたシステムにより、光子対の飛来を同時検出する装置を用いて光子対間の相関を測定し、同時SPDC過程間に強い量子相関があることを実証した。さらに、これらの光子対を用いたもつれ状態形成の応用の可能性を示唆する計算結果も得た。本内容は投稿用論文としてまとめられ、現在投稿済み査読中である。現在は相関光子対を用いた応用として周波数領域におけるもつれ現象の観測とそれを用いた分光システム開発にむけて系を改良中である。また、赤外光子数計測システムの改良も目指しており、高強度アンプの導入により現状の３０％から６０％以上の変換効率へと改良予定である。これを用いることで、ノイズの少ない量子干渉波形の計測、およびもつれ純度の高い光子対源の実証を目指す。

This year, 1. the implementation of quantum correlation photon source; 2. the construction of red light index measurement system; 3. the correlation measurement of quantum correlation photon source; and 4. the implementation of red light index measurement system. 1. In the past year, the photon pair was generated during the self-discovery process (SPDC) during the same period of the weekly wave number. In addition, the quantitative evaluation of various properties of generated photons and the appropriateness of the possibility of utilizing quantum-related photon sources have been verified. 2. In the same year, we developed a new system of infrared light conversion, which improved the quantum efficiency of infrared light conversion by 30%, and protected the quantum information of infrared light conversion. 3. Photon correlation measurement and SPDC correlation measurement are carried out in combination with photon correlation detection and SPDC detection. The calculation results are obtained by calculating the probability of the formation of the photon pair and the photon pair This content is submitted to the paper, and now submitted to the paper. Now the correlation photon is used to detect the phenomenon in the frequency domain, and the spectral system is improved. The improvement of photon counting system indicates that the conversion rate of high intensity photon counting system is more than 60% compared with the current situation. This paper aims at the measurement of quantum interference waveforms and the demonstration of high purity photon sources.