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(In Japanese)対称なqubitのセットから最大の情報を引き出す検出方法

Research report code R013000336
Posted date Oct 1, 2003
Researchers
  • (In Japanese)Stephen M. Barnett
  • (In Japanese)佐々木 雅英
Affiliation
  • (In Japanese)Department of Physics and Applied Physics, University of Strathclyde
  • (In Japanese)通信総合研究所
Research organization
  • (In Japanese)Department of Physics and Applied Physics, University of Strathclyde
  • (In Japanese)通信総合研究所
Report name (In Japanese)対称なqubitのセットから最大の情報を引き出す検出方法
Technology summary (In Japanese)我々は偏光した単一光子の対称なqubit状態を検出する最適な方法を実証した。このqubit状態は量子検出理論をテストするいちばん簡単なセットであり,量子鍵配送の実際的な候補でもある。どんなqubitのセットに対しても,信号の数に関係なく三つの出力を持つ復号器があれば情報を引き出すのに十分である。最適な復号回路はMach-Zehnderの偏光干渉計と光子カウンターにつながった三つの出力ポートで作られる。我々は3値,5値,7値の3種類のqubit信号系について強く減衰させたCWレーザー光を使って調べた。レーザーのコヒーレンス時間に比べて,長い時間間隔でしか光子が到来しない程度まで減衰させることで,擬似的に単一光子による伝送の状況を作り出して実験を行う。引き出された情報は三つの出力ポートにおける単一光子の計数比を使って計算される。得られた情報は理論の最大値の96%だった。図1に3成分の場合の測定結果を,信号セットと復号回路の相対角度の関数として示す。得られた最大情報量を表1に示す。従来の検出方法,すなわち偏光の二値識別(フォンノイマン検出)は最大情報量を引き出せない。量子検出理論の正しさは明らかである。我々の回路は従来の誤り訂正コードと組み合わせれば量子鍵配送システムの性能向上に役立つだろう。
Drawing

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R013000336_01SUM.gif R013000336_02SUM.gif
Research field
  • Optical information processing
  • Quantum optics in general
  • Data protection
  • Statistical mechanics in general, many‐body problems, etc.
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena
Information research report
  • (In Japanese)Stephen M. Barnett,佐々木 雅英. Optimum detection for extracting maximum information from symmetric qubit sets. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.169 - 169.

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