光子を用いた量子情報通信・計測技術の開発

光の量子である光子は、量子情報通信の情報を担う媒体としてたいへん重要です。本研究室では、光の量子性を駆使した革新的量子情報通信および量子計測技術を開発しています。特に、複数の光子間に量子もつれ（複数の粒子間で量子相関をもつ状態）を保持した「量子もつれ光子」の発生・制御・検出技術の開発は、量子中継器などの量子情報通信技術の実用化において重要です。本研究室では、半導体や非線形光学結晶を用いた量子もつれ光子の発生・制御・検出方法について研究し、半導体を用いた量子もつれ光子の発生に世界で初めて成功（図1）、多光子量子もつれ状態の発生・制御とその量子干渉の実証、等の成果を発表しています。

　また、光学非線形性媒質における光子間の相互作用を利用すると、量子ゲートや量子非破壊測定など、量子情報通信において本質的に重要な要素技術を実現できると期待されています。本研究室では、光ファイバや光導波路における単一光子レベルの極微弱光によって誘起される光学非線形性の測定に世界で初めて成功しています。

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