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物理:単一光子源からの識別できない光子

Nature 419, 6907 doi: 10.1038/nature01086

「単一」分子、メゾスコピックな量子井戸、カラー中心、トラップされたイオン、半導体の量子ドットなどいろいろなデバイスを用いて、最近単一光子の光源が実証されている。ポアッソン分布に従う同じ強度の光源に較べて、これらの光源が同じパルスの中に2個以上の光子を発生することはほとんどない。量子情報の分野では、単一光子の光源にさまざまな応用が提案されている。しかし、線形光学的量子計算も含めて、大部分の応用は、発生する一連の光子が同一の波束を持つことを必要とする。従って単一量子発生源を用いる光源では、発生源は短時間に決定論的方法で励起され、周囲の環境と相互作用をほとんど行わないことが必要である。我々は、Hong-Ou-Mandel式の2光子干渉実験法を用いて、マイクロ「共振器」の半導体量子ドットが発生する光子の非識別性について調べた。その結果、発生する一連の光子はおおかた識別できず、波束の平均の重なりは0.81にも達することを見出した。これによりこの光源が、量子光学および量子情報の多彩な実験に用い得ることが判明した。

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