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(In Japanese)光子数状態の生成と制御-光子数マニピュレーションの実現-

Research report code R070000043
File No. R070000043
Posted date Apr 11, 2008
Researchers
  • (In Japanese)竹内 繁樹
Affiliation
Report name (In Japanese)光子数状態の生成と制御-光子数マニピュレーションの実現-
Technology summary (In Japanese)「光は、光量子(光子)とよぶエネルギー素粒子からなっていると仮定しよう。」これは、いまからちょうど100年前の1905年に、アインシュタインが唱えた光量子仮説である。しかしそれから100年を経て、いまだに光子1つだけを高い確率で取り出す」事は困難であった。本研究の狙いは、まさにこの「光子1つだけを高い確率で取り出す」ことだ。そして、究極の目標は、それを自在に操る-複数の光子間の量子状態を望みのままに制御する-事である。
Drawing

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Research field
  • Quantum optics in general
Published papers related (In Japanese)(1) Holger F.Hofmann, Kunihiro Kojima, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Optimized phase switching using a single atom nonlinearty' Journal of Optics B. vol.5, 218-221 (2003)
(2) Holger F. Hofmann,‘Uncertainty characteristics of generalized quantum measurements' Physical Review A, vol.67, 022106 (2003)
(3) Holger F. Hofmann Kunihiro Kojima, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Entanglement and four- wave mixing effects in the dissipation free nonlinear interaction of two photons at a single atom' Physical Review A. vol. 68, 043813 (2003).
(4) Kunihiro Kojima, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Nonlinear interaction of two photons at a one-dimensional atom: spatiotemporal quantum coherence in the emitted field' Physical Review A. vol.68, 013803 (2003)
(5) Holger F. Hofmann and Shigeki Takeuchi‘Violation of local uncertainty relations as a signature of entanglement' Physical Review A, vol.68. 032103 (2001)
(6) Holger F. Hofmann‘Bound entangled states violate a nonsymmetric local uncertainty relation' Physical Review A, vol.68, 034307 (2003)
(7) Kenji Tsujino, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Distinguishing genuine entangled two-photon-polarization states from independently generated pairs of entangled photons' Physical Review Letters vol.92, 153602(2004)
(8) Holger F. Hofmann and Shigeki Takeuchi‘Quantum-state tomography for spin-1 systems' Physical Review A, vol.69, 042108 (2004)
(9) Kunihiro Kojima, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi, and Keiji Sasaki‘Efficiencies for the single-mode operation of a quantum optical nonlinear shift gate' Physical Review A, vol.70 013810 (2004)
(10) Holger F. Hofmann‘Generation of highly nonclassical n-photon polarization states by superbuncing at a photon bottleneck' Physical Review A, vol.70 023812 (2004)
(11) Kunihiro Kojima, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘A Study on the Shape of Two-Photon Wavefunctions after the Nonlinear Interaction with a One-Dimensional Atom' Nonlinear Optics, Quantum Optics, to be published (2004)
(12) Hisaki Oka, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Effects of Decoherence on the Nonlinear Optical Phase Shift Obtained from a One-Dimensional Atom' Japanese Journal of Applied Physics, to be pablished (2004)
(13)Shigeki Takeuchi, Ryo Okamoto, and Keiji Sasaki‘High-yield single photon source using gated spontaneous parametric down conversion' Applied Optics, vol.43 5708-2711 (2004)
(14)Shigeki Takeuchi,‘Quantum mechanics and single photon technology' 10th Anniversary RIES-Hokudai International Symposium (2002 12/11)
(15) Shigeki Takeuchi,‘Quantum Computation using Photons' The 8th International Symposium on Advanced Physical Fields (2003 1116)
(16) Shigeki Takeuchi, Ryo Okamoto and Keiji Sasaki‘Single photon source using parametric down conversion' SPIE Annual Meeting 2003 (2003 8/6)
(17) Shigeki Takeuchi,‘A high efficient single photon source and quantum phase gates for photonic qubits' ERATO Conference on Quantum Information Science 2003 (2003 916)
(18) Shigeki Takenchi,‘Quantum information processing using Photons' 第 6回日米先端科学技術-JAFos (Japanese-American Frontiers of Science) シンポジウム (2003 12/8)
(19) Shigeki Takeuchi,‘Distinguishing genuine entangled two-photon-polarization states' Japan-Germany Colloquium 2004 on Quantum Optics (2004 2/12)
(20)Shigeki Takeuchi,‘Distinguishing entangled two-photon states and a highly efficient single photon source' The International Symposium on Quantum Info-Communications and Related Quantum Nanodevices 量子情報通信と量子ナノデバイスに関する国際シンポジウム (2004 3/12)
(21)Shigeki Takeuchi, Kenji Tsujino, Holger F. Hofmann and Keiji Sasaki‘Distinguishing genuine entangled two-photon polarization states from independently generated pairs of entangled photons' SPIE Annual Meeting 2004 Optical Science and Technology (2004 815)
(22)Shigeki Takeuchi,‘Quantum information technologies using photons' KIAS-KAIST 2004 Workshop on Quantum Information Science (2004 8/30)
(23) Shigeki Takeuchi, Ryo Okamoto and Keiji Sasaki‘A Sipgle photon source using parametric down conversion' International Conference on Quantum Information: Conceptual Foundations, Developments aud Perspectives (2002 7/13)
(24) Holger F. Hofmann and Shigeki Takeuchi‘Quantum computation with photonic qubits using linear optics and single photon technologies' International Conference on Quantum Information: Conceptual Foundations, Developments and Perspectives (2002 7/17)
(25) Shigeki Takeuchi, Ryo Okamoto and Keiji Sasaki‘A single photon source using parametric down conversion' Erato Quantum Information Science symposium 2002 (2002 9/6)
(26) Holger F. Hofmann‘Quantum teleportation: Information dynamics and non-local operations' Workshop on quantum information and quantum dynamics (2002 10/22)
(27) Kunihiro Kojima, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Nonlinear interaction in a two photon pulse at an atom-cavity system' 10th Anniversary RIES-Hokudai International Symposium (2002 12/10)
(28) Kunihiro Kojima, Shigeki Takeuchi, Keiji Sasaki and Holger F. Hofmann‘A fully quantum mechanical approach to the nonlinear interaction in two photon pulses at an atom-cavity system' CLEO EUROPE EQEC 2003 (2003 6/24)
(29) Shigeki Takeuchi, Ryo Okamoto and Keiji Sasaki‘A single photon source using parametric down conversion' CLEO EUROPE EQEC 2003 (2003 6/25)
(30) Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi, Kunihiro Kojima and Keiji Sasaki‘Generation of spatiotemporal two photon entanglement by an atom-cavity nonlinearty' CLEO EUROPE EQEC 2003 (2003 6/26)
(31) Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi, Kunihiro Kojima and Keiji Sasaki‘Spatiotemporal coherence in the interaction of a two photon input pulse with an atom-cavity system' 16th International Conference on Laser Spectroscopy (2003 7/14)
(32) Ryo Okamoto, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘A single photon source using parametric down conversion' 16th International Conference on Laser Spectroscopy (2003 7/14)
(33) Kenji Tsujino, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Generation of entanglement between a pair of two photon polarization states using TYPE-II parametric down-conversion' 16th International Conference on Laser Spectroscopy (2003 7/15)
(34) Shigeki Takeuchi‘Quantum information processing using photons' CREST&QNN03 Joint International Workshop (2003 7/23)
(35) Holger F. Hofmann and Shigeki Takeuchi‘Violation of local uncertainty relations by entangled N-level systems' Non-locality of Quantum Mechanics and Statistical Inference (A Satellite Workshop to EQIS'03) (2003 9/9)
(36) Hisaki Oka, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Nonlinear phase shift obtained from a single atom embedded in a one-sided solid-state microcavity' The 5th RIES-Hokkaido Symposium on Advanced Nanoscience 織 [shoku] (2003 12/1)
(37)Hiroaki Ohashi, Jun-ichi Hotta, Shigeki Takeuchi, Keiji Sasaki, Shin-ya Murakami, Tsukasa Torimoto and Bunsho Ootani‘Photoluminescence measurement of single CdSe nanoparticles' The 5th RIES-Hokkaido Symposium on Advanced Nanoscience 織 [shoku] (2003 12/1)
(38) Hisaki Oka, Holger F. Hofmann, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Effects of dephasing on the nonlinear phase shift obtained from a one-dimensional atom' Nonlinear Optics: Materials, Fundamentals and Applications (NLO)(2004 8/4)
(39) 竹内 繁樹‘量子情報技術とナノサイエンス’公開シンポジウム「光とナノサイエンス」(2002 11/30)
(40) 竹内 繁樹‘光子を用いた量子情報通信処理’レーザー学会学術講演会第23回年次大会(2003 1/31)
(41) 竹内 繁樹‘光子数状態の生成制御’計測自動制御学会第3回制御部門大会(2003 5/29)
(42) 竹内 繁樹‘光子を用いた量子計算’レーザー学会創立30周年記念レーザー学会学術講演会第24回年次大会(2004 1/30)
(43) 竹内 繁樹‘光量子ビット’第42回茅コンファレンス「量子情報処理の物理と技術」(2004 8/23)
(44) 竹内 繁樹‘光子を用いた量子計算’電子情報通信学会2004ソサイエティ大会(2004 9/23)
(45) Holger F/ Hofmann and Shigeki Takeuchi‘Realization of guantum operations on photonic qubits by linear optics and post-selection' 第6回量子情報技術研究会(2002 5/27)
(46) 小島邦裕、Holger F. Hofmann、竹内繁樹、笹木敬司‘キャビティ-原子系に対する入出力関係の定式化’第6回量子情報技術研究会(2002 5/27)
(47) 小島邦裕、Holger F. Hofmann、竹内繁樹、笹木敬司‘2準位原子を介した2光子間非線形相互作用’日本物理学会2002年秋季大会(2002 9/7)
(48) 竹内繁樹、ホフマン・F・ホルガ‘Single entangled-phton pair generation using parametric down conversion and linear optics' 日本物理学会2002年秋季大会(2002 9/9)
(49) ホフマン・F・ホルガ、竹内繁樹'Nonlinear quantum optics with beam splitters, single photon sources, and precise detectors' 日本物理学会2002年秋季大会(2002 9/9)
(50) 岡本亮、竹内繁樹、笹木敬司‘パラメトリック蛍光対を用いた単一光子源’日本物理学会2002年秋季大会(2002 9/9)
(51) Holger F. Hofmann, Kunihiro Kojima, Shigeki Takeuchi and Keiji Sasaki‘Realization of a resonant non-linear phase flip in cavity quantum electrodynamics' 第7回量子情報技術研究会(2002 11/11)
(52) 岡本亮、竹内繁樹、笹木敬司“パラメトリック蛍光対を用いた単一光子源’第7回量子情報技術研究会(2002 11/11)
(53) 小島邦裕、Holger F. Hofmann、竹内繁樹、笹木敬司“単一2準位原子を用いた量子位相ゲートの効率’日本物理学会第58回年次大会(2003 3/30)
(54) Holger F. Hofmann and Shigeki Takeuchi‘Characterization of entanglement using sum uncertainty relations for N-level systems' 第8回量子情報技術研究会(2003 6/30)
(55) 辻野賢治、Holger F. Hofmann、竹内繁樹、笹木敬司“パラメトリック下方変換を用いた2モード内4光子発生の検証実験’第8回量子情報技術研究会(2003 6/30)
(56) 岡寿樹、Holger F. Hofmann、竹内繁樹、笹木敬司“単一原子ドープ片側固体共振器を用いた非線形位相シフトの実現’第8回量子情報技術研究会(2003 7/1)
(57) 川瀬大輔、辻野賢治、竹内繁樹、笹木敬司、和田篤、大湊寛之、西原昇、宮本洋子‘ホログラムおよびファイバー干渉計を用いた光子の軌道角運動量重ね合わせ状態の観測’第8回量子情報技術研究会(2003 7/1)
(58) 竹内繁樹 ‘光子量子ビットを用いた量子情報処理’文部科学省科学研究費補助金企画調査シンポジウム(2003 8/18)
(59) 岡本亮、竹内繁樹、笹木敬司 ‘パラメトリック蛍光対を用いた単一光子源の実現’日本物理学会2003年秋季大会(2003 9/21)
(60) 川瀬大輔、辻野賢治、竹内繁樹、笹木敬司、和田篤、大湊寛之、西原昇、宮本洋子‘ホログラムとファイバー干渉計を用いた光子の軸道角運動量もつれ合い状態検証実験’日本物理学会2003年秋季大会(2003 9/21)
(61) 千葉孝志、大橋弘明、藤原英樹、堀田純一、竹内繁樹、笹木敬司‘単一DiI分子の遷移ダイナミクスの蛍光解析’日本物理学会2003年秋季大会(2003 9/22)
(62) Holger F. Hofmann and Shigeki Takeuchi‘Uncertainty characteristics of entangled photons' 日本物理学会2003年秋季大会(2003 9/23)
(63) 岡寿樹、Holger F. Hofmann、竹内繁樹、笹木敬司‘単一原子ドープ固体共振器における入出力微弱光の非線形位相シフト’日本物理学会2003年秋季大会(2003 9/23)
(64) 大橋弘明、堀田純一、竹内繁樹、笹木敬司、村上伸也、鳥本司、大谷文章‘単一CdSe量子ドットの光学特性’日本物理学会2003年秋季大会(2003 9/23)
(65) 川瀬大輔、辻野賢治、竹内繁樹、笹木敬司、和田篤、大湊寛之、西原昇、宮本洋子‘光子対における軌道角運動量もつれ合いのホログラム位置スキャンによる確認実験’第10回量子情報技術研究会(2004 5/24)
(66) 大橋弘明、堀田純一、竹内繁樹、笹木敬司、村上伸也、鳥本司、大谷文章‘単一CdSe量子ドットからの発光の光子統計’日本物理学会2004年秋季大会(2004 9/12)
(67) 岡寿樹、Holger F. Hofmann、竹内繁樹、笹木敬司‘1次元原子の非線形光学応答に対するデコヒーレンスの影響’日本物理学会2004年秋季大会(2004 9/13)
(68) 小島邦裕、ホルガ・F・ホフマン、竹内繁樹、笹木敬司‘一次元原子との非線形相互作用による2光子波束形状変化についての理論解析’日本物理学会2004年秋季大会(2004 9/13)
Research project
  • Precursory Research for Embryonic Science and Technology.;Light and Control
Information research report
  • (In Japanese)竹内 繁樹. 光子数状態の生成と制御-光子数マニピュレーションの実現-. さきがけライブ2004 ナノテクノロジー分野合同研究報告会 「光と制御」領域 講演要旨集(1期生)(研究期間2001-2004), 2005. p.22 - 31.
Application patent   patent IPC(International Patent Classification)
( 1 ) (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構, . (In Japanese)竹内 繁樹, . ENTANGLED PHOTON COUPLE GENERATING DEVICE. P2003-228091A. Aug 15, 2003
  • G02F   1/39     
( 2 ) (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構, . (In Japanese)竹内 繁樹, ホフマン ホルガ, . PHASE SHIFTING OPTICAL SWITCH. P2004-020970A. Jan 22, 2004
  • G02F   1/35     

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