Letter 物理：イオントラップ共振器系における制御した波形を持つ単一光子の連続生成 2004年10月28日 Nature 431, 7012 doi: 10.1038/nature02961 制御した単一光子生成は基礎的な観点からも、実用的な観点からも注目されている。それは、単一光子が放射場の最低励起量子状態を表しているからであり、また量子暗号や量子情報処理に応用できるためである。よく用いられる方法では、単一イオン、単一分子、色中心、あるいは半導体量子ドットの蛍光を利用する。しかし、このような不可逆的な放出過程は十分制御できないため、原子と光子の間で量子状態をコヒーレントに交換することが必要な様々な応用（量子ネットワークなど）に、これらの光子源を使うことができない。このとき必要となる制御は原理的には共振器量子電気力学で実現できる。この方法は原子群から単一光子を生成する場合に使われたことがあるが、このような実験は、限られたトラッピング時間、原子−放射場結合のゆらぎ、そして多原子効果の影響を受ける。本研究では、光共振器中に強く局在した単一イオンを使った単一光子源を実証した。イオンをよく定義された放射場モードと最適に結合すると、正確に定義された形状とタイミングの単一光子パルスが生成する。2光子同時生成は検出器の暗計数率ゆらぎによって決まる限界まで抑制できることを確かめた。イオンが蓄積される時間中、放出された光子の流れが途切れないことを90分にわたって光子相関を測定して証明した。 Full Text PDF 目次へ戻る
