LED等インコヒーレント光による高純度・大容量のエンタングルメント光子対発生器
【研究キーワード】
インコヒーレント光源 / LED励起 / 自発的パラメトリック下方変換 / 伝令付き単一光子発生 / Hong-Ou-Mandel２光子干渉 / エンタングル光子対発生器 / LED / パラメトリック下方変換 / 量子エンタングルメント / 同時並列生成 / モードマッピング法 / 単一光子 / アンチバンチング
【研究成果の概要】
量子エンタングルメント（量子もつれ）は、量子物理・量子情報の根幹をなす概念であり、古典限界を打破する技術体系構築への鍵を握っている。エンタングルした光子対の生成には、非線形光学効果の一種である自発的パラメトリック下方変換が広く用いられてきたが、光子対の純度と生成レート間のトレードオフのために励起光源はレーザーなど高コヒーレンス光源に限定されてきた。本研究では、LEDなど安価にハイパワーが得られる低コヒーレンス光源を用いた高純度・高効率・大容量のエンタングルメント光源への基礎を形成すべく、LED励起では初めとなる伝令付き単一光子の発生とHong-Ou-Mandel２光子干渉の検証を試みた。
【研究の社会的意義】
インコヒーレント光源を用いて量子エンタングルメントを生成することは、それ自体が一大技術革新である一方、従来は看過されてきた励起光の干渉性の高さすなわちコヒーレンスのもたらすエンタングルメントの質に関する学理の解明にもつながる。良質のエンタングルメント生成には高励起パワーに加えて大きな結晶が必要とされるが、本研究が目指すインコヒーレント光励起のエンタングルメント光子対生成によって結晶長と励起光コヒーレンスとの不整合の問題が根本的に解消できれば、光源選択の幅が拡がるとともに経済的でコンパクトな大規模並列量子もつれ生成器の実現を初めとしてその恩恵は計り知れない。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【配分額】6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)