Letter 量子情報科学：直列接続した光子対源を使ったもつれた3光子の直接発生 2010年7月29日 Nature 466, 7306 doi: 10.1038/nature09175 量子もつれ光子対や数状態などの光の非古典的な状態は、量子力学や光量子技術の基礎的な検証に不可欠である。このような量子源の生成に最も幅広く使われている技術は、レーザー光の光子対への自発パラメトリック下方変換である。位相整合とよばれるこの過程におけるエネルギーと運動量の保存によって強い相関が発生し、この相関を用いてさまざまな自由度の2光子量子もつれが生成される。3光子に類似した相関を発生できる光源の実現は量子光学におけるずっと以前からの目標であったが、技術的に実現可能な方法はまだ得られていない。本論文では、直列に接続した下方変換により生成したもつれた3光子の観測結果を報告する。それぞれの3光子は単一のポンプ光子から生成され、したがって、独立に生成された光子対では実現できないやり方で、量子相関が3光子すべてに広がるだろう。我々のもつれた3光子源によって、新しい量子相関の実験的確認、事後選択を行わない三者間量子もつれの発生、線形光量子計算に適した伝令付き量子もつれ光子対の発生が可能になると考えられる。もつれた3光子のうち2つの波長は、光ファイバーの最適伝送に整合し、三者間量子通信に適している。今回の結果は、単一の光子に励起された自発下方変換が観測されたことで、非線形光学の興味深い領域を開く。これはまた、光量子計算に極めて関係の深い相互作用でもある。 Full Text PDF 目次へ戻る
