JP5867232B2 - 量子もつれ光子対発生装置 - Google Patents
量子もつれ光子対発生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5867232B2 JP5867232B2 JP2012076296A JP2012076296A JP5867232B2 JP 5867232 B2 JP5867232 B2 JP 5867232B2 JP 2012076296 A JP2012076296 A JP 2012076296A JP 2012076296 A JP2012076296 A JP 2012076296A JP 5867232 B2 JP5867232 B2 JP 5867232B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- input
- optical
- polarization
- output terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 474
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 402
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 135
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 78
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 73
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 50
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 46
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 42
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 35
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 17
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 5
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007526 fusion splicing Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
- G02F1/395—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves in optical waveguides
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/70—Photonic quantum communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
- H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
- H04L9/0852—Quantum cryptography
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N10/00—Quantum computing, i.e. information processing based on quantum-mechanical phenomena
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
≪構成の説明≫
図1を参照してこの発明の第1の偏波量子もつれ光子対発生装置の実施形態の基本構成について説明する。
2/λp=1/λs+1/λi (1)
ここで、λs≠λp、λi≠λpであるとする。
1/λp=1/λs+1/λi (2)
で与えられる。
非線形光学媒質109として、zカットのLiNbO3結晶基板に周期的分極反転構造を作りつけたLiNbO3結晶(PPLN結晶: Periodically poled lithium niobate 結晶)を利用するものとして動作説明を行う。PPLN結晶は、2次非線形光学媒質として機能させることができる。相関光子対の発生のためのパラメトリック蛍光生成過程としてカスケードSHG/SPDC過程を利用し、2次非線形光学定数のテンソル成分d33を、SHG発生、SPDC発生に利用するものとして、この発明の量子もつれ光子対発生装置による偏波量子もつれ光子対発生及び時間位置量子もつれ光子対発生の動作について説明する。
図1及び図2を参照して、この発明の量子もつれ光子対発生装置を偏波量子もつれ光子対発生装置として動作させる場合についての説明を行う。図2は、励起光パルス整形部10-1の概略的構成を示す図であり、偏波量子もつれ光子対発生時の各構成光部品の設定条件及び各構成光部品に入出力する光パルスの偏波状態を示してある。図2中でp偏波(成分)を白色の二等辺三角形で示し、s偏波(成分)を斜線入りの傾いた二等辺三角形で示してある。
|Φ>=α|p>s|p>i + βejφ|s>s|s>i (3)
偏波量子もつれ光子対は、直交偏波量子状態|p>s|p>i及び|s>s|s>iの重ね合わせとなっている。ただし、jは虚数単位であり、α、βは|α|2+|β|2 = 1を満たす。
図1及び図3を参照して、この発明の量子もつれ光子対発生装置の時間位置量子もつれ光子対発生装置としての動作の説明を行う。図3は、励起光パルス整形部10-1の概略的構成を示す図であり、時間位置量子もつれ光子対発生時の各構成光部品の設定条件及び各構成光部品に入出力する光パルスの偏波状態を示してある。図3中でp偏波(成分)を白色の二等辺三角形で示し、s偏波(成分)を斜線入りの傾いた二等辺三角形で示してある。
|Φ>=α|1>s|1>i + βejφ|2>s|2>i (4)
時間位置量子もつれ光子対は、時間位置量子状態|1>s|1>i及び|2>s|2>iの重ね合わせとなっている。
[第1の変形構成例]
この発明の第1の量子もつれ光子対発生装置は、図1に示す構成例に限らず、同様に動作する変形構成例を構成することができる。第1の変形構成例は、量子もつれ光子対抽出部の構成に特徴がある。
図5を参照して第2の変形構成例について説明する。第2の変形構成例も、量子もつれ光子対抽出部の構成に特徴がある。第2の変形構成例では、バンドパス光フィルタ111の代わりに光サーキュレータ115を利用する。第2の変形構成例の量子もつれ光子対抽出部30-3は、第1〜第3入出力端を有する光サーキュレータ115と、ローパス光フィルタ112と、波長分離フィルタ113とを備えている。
図6を参照して第3の変形構成例として、第3の変形構成例について説明する。第3の変形構成例では、図1に示した量子もつれ光子対発生装置の励起光パルス整形部10-1に備えられる複屈折媒体107を取り外し、光干渉計部20-1に備えられていた第2の90度偏波面回転部110に代えて複屈折媒体107の機能を内包する光位相バイアス回路201を配置する構成とする。すなわち、第3の変形構成例の量子もつれ光子対発生装置は、励起光パルス整形部10-2と、光干渉計部20-2と、量子もつれ光子対抽出部30-1とを備えている。これら以外の構成は、上述の構成例と同一なので重複する説明を省略する。
これまで、非線形光学媒質109としてPPLN結晶を利用する場合を想定して説明したが、PPLN結晶以外で2次の非線形光学効果が発現する媒質としてバルク結晶等を利用することもできる。また、3次の非線形光学効果が発現される光ファイバー等を利用することもできる。また、パラメトリック蛍光過程として、カスケードSHG/SPDC過程以外にも、SPDC過程、SFWM過程等も利用できる。
≪構成の説明≫
図8を参照してこの発明の第2の量子もつれ光子対発生装置の実施形態の基本構成について説明する。図8には、後述する図9及び図10を参照する際に対応位置関係を明らかにするために、光路中に「A」、「B」、及び「C」と示す点を記入してある。第2の量子もつれ光子対発生装置は、励起光パルス整形部10-2と、量子もつれ光子対発生抽出部40とを備えている。励起光パルス整形部10-2は、上述の第1の量子もつれ光子対発生装置の第3の構成例が備える励起光パルス整形部10-2と同一なので、その構成及び動作についても説明を省略する。
上述の第1の量子もつれ光子対発生装置に対するのと同様に、励起光パルス整形部10-2から出力された波長λpの励起光パルスが偏波分離合成器301の第1入出力端301-1から入力され、p偏波の偏光成分及びs偏波の偏光成分がそれぞれ、第2入出力端301-2及び第3入出力端301-3から出力される。第3入出力端301-3から出力され、光ループを反時計回りに伝播するs偏波の励起光パルスは、第1のファラデー回転子207と第1の1/2波長板208とを備える第1の非相反偏波面変換部211を通過する。このときの励起光パルスの偏波状態の変化を、図9の中段に示してある。ここにおいて、偏波分離合成器301の第3入出力端301-3から出力されたs偏波の励起光パルスを、上向きの矢印で示してある。
20-1、20-2:光干渉計部
30-1、30-2、30-3:量子もつれ光子対抽出部
40:量子もつれ光子対発生抽出部
101、208:第1の1/2波長板
102:第1の偏波分離合成器
103:半透鏡
104:第1の90度偏波面回転部
105:光遅延器
106、210:第2の1/2波長板
107、282:複屈折媒体
108:第2の偏波分離合成器
109:非線形光学媒質
110:第2の90度偏波面回転部
111:バンドパス光フィルタ
112:ローパス光フィルタ
113、114:波長分離フィルタ
115:光サーキュレータ
201:光位相バイアス回路
207、280:第1のファラデー回転子
209、284:第2のファラデー回転子
211:第1の非相反偏波面変換部
212:第2の非相反偏波面変換部
301:偏波分離合成器
Claims (12)
- 直線偏光の光パルスが入力されて、偏波量子もつれ光子対の種光パルスとなるピーク強度が等しく偏波面が互いに直交する偏光励起光パルス対、あるいは時間位置量子もつれ光子対の種光パルスとなるピーク強度が等しく同一の直線偏光であって時間軸上で異なる位置に存在する二連励起光パルス対のいずれか一方を選択して出力することが可能とされた励起光パルス整形部と、
前記偏光励起光パルス対あるいは前記二連励起光パルス対が入力されて、パラメトリック蛍光過程に基づいて発生するシグナル光子とアイドラー光子とからなる相関光子対を出力する光干渉計部と、
前記光干渉計部の出力光が入力されて、前記シグナル光子及び前記アイドラー光子に相当する波長成分を選択し空間分離して、前記偏波量子もつれ光子対あるいは時間位置量子もつれ光子対として出力する量子もつれ光子対抽出部と
を備えることを特徴とする量子もつれ光子対発生装置。 - 前記励起光パルス整形部は、
前記直線偏光の光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第1の1/2波長板と、
第1〜第3入出力端を有し、該第1入出力端から入力された入力光の直交する直線偏光成分の一方の直線偏光成分を該第2入出力端から出力し、他方の直線偏光成分を該第3入出力端から出力する第1の偏波分離合成器と、
前記第1の偏波分離合成器の第2入出力端及び第3入出力端から出力された直線偏光の光パルス間に与える時間遅延量を調整する光遅延器と、
第1〜第3入出力端を有し、前記第1の偏波分離合成器の前記第2入出力端から出力された出力光パルスは該第1入出力端に入力され、前記光遅延器から出力された出力光パルスは該第2入出力端に入力され、該第1入出力端と該第2入出力端にそれぞれ入力された光パルスを合波して該第3入出力端から出力する半透鏡と、
前記半透鏡の前記第3入出力端から出力された出力光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第2の1/2波長板と、
前記第2の1/2波長板から出力された出力光パルスの直交する光学軸間の光位相差を任意に設定する複屈折媒体と、
直線偏光の光パルス偏波面を90度回転させる第1の90度偏波面回転部と
を備え、
前記第1の偏波分離合成器と前記半透鏡とを結ぶ二光路の内のいずれか一方の光路に、前記第1の90度偏波面回転部と前記光遅延器とが配置されるか、もしくは、該二光路にそれぞれ前記第1の90度偏波面回転部と前記光遅延器とが別々に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記光干渉計部は、
第2の偏波分離合成器によって光路の入出力端を結び光路がループ状に構成されたサニャック干渉計形の光ループとして構成され、該光ループの光路中に非線形光学媒質及び第2の90度偏波面回転部とが設置されており、
前記非線形光学媒質は、パラメトリック蛍光に基づいて前記相関光子対を発生させ、
前記第2の90度偏波面回転部は、前記偏光励起光パルス対あるいは前記二連励起光パルス対、前記シグナル光子、及び前記アイドラー光子の偏波面を90度回転させることを特徴とする請求項1または2に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記量子もつれ光子対抽出部は、
前記光干渉計部から出力された出力光を透過光成分と反射光成分とに分離して出力するバンドパス光フィルタと、
前記バンドパス光フィルタから出力された出力光から、前記相関光子対に対応する波長成分以外の波長成分を除去するローパス光フィルタと、
前記ローパス光フィルタから出力された出力光から、量子もつれ光子対を形成する前記シグナル光子と前記アイドラー光子とを別々の光経路に切り分けて出力する波長分離フィルタと、
を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記量子もつれ光子対抽出部は、
共通入出力ポートと複数の透過光入出力ポートとを有する波長分離フィルタと、前記相関光子対に対応する波長成分以外の波長成分を除去するローパス光フィルタとを備え、
前記励起光パルス整形部から出力された出力光が前記波長分離フィルタの前記複数の透過光入出力ポートのいずれかに入力され、そのまま透過して前記共通入出力ポートから出力されて前記光ループに入力され、
前記光ループから出力される前記シグナル光子と前記アイドラー光子とが前記波長分離フィルタの前記共通入出力ポートから入力されて、該波長分離フィルタの別々の前記透過光入出力ポートから切り分けて出力される
ことを特徴とする請求項3に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記量子もつれ光子対抽出部は、
第1〜第3入出力端を有し、前記励起光パルス整形部から出力された出力光を該第1入出力端から入力させ該第2入出力端から出力させ、かつ前記光ループから出力された出力光を該第3入出力端から出力させる光サーキュレータと、
該第3入出力端から出力された出力光から、前記相関光子対に対応する波長成分以外の波長成分を除去するローパス光フィルタと、
前記ローパス光フィルタから出力された出力光から、量子もつれ光子対を形成する前記シグナル光子と前記アイドラー光子とを別々の光経路に切り分けて出力する波長分離フィルタと
を備えることを特徴とする請求項3に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記励起光パルス整形部は、
前記直線偏光の光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第1の1/2波長板と、
第1〜第3入出力端を有し、該第1入出力端から入力された入力光の直交する直線偏光成分の一方の直線偏光成分を該第2入出力端から出力し、他方の直線偏光成分を該第3入出力端から出力する第1の偏波分離合成器と、
前記第1の偏波分離合成器の第2入出力端及び第3入出力端から出力された直線偏光の光パルス間に与える時間遅延量を調整する光遅延器と、
第1〜第3入出力端を有し、前記第1の偏波分離合成器の前記第2入出力端から出力された出力光パルスは該第1入出力端に入力され、前記光遅延器から出力された出力光パルスは該第2入出力端に入力され、該第1入出力端と該第2入出力端にそれぞれ入力された光パルスを合波して該第3入出力端から出力する半透鏡と、
前記半透鏡の前記第3入出力端から出力された出力光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第2の1/2波長板と、
直線偏光の光パルス偏波面を90度回転させる第1の90度偏波面回転部と
を備え、
前記第1の偏波分離合成器と前記半透鏡とを結ぶ二光路の内のいずれか一方の光路に、前記第1の90度偏波面回転部と前記光遅延器とが配置されるか、もしくは、該二光路にそれぞれ前記第1の90度偏波面回転部と前記光遅延器とが別々に配置されており、
前記光干渉計部は、第2の偏波分離合成器によって光路の入出力端を結び光路がループ状に構成されたサニャック干渉計形の光ループとして構成され、この光ループの光路中に非線形光学媒質及び光位相バイアス回路とが設置されており、
前記非線形光学媒質は、パラメトリック蛍光に基づいて前記相関光子対を発生させ、
前記光位相バイアス回路は、直線偏光の偏波面を-45度回転させる第1のファラデー回転子、光学軸X及びYを有する複屈折媒体、及び直線偏光の偏波面を-45度回転させる第2のファラデー回転子がこの順番で直列に配置されて構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記励起光パルス整形部は、
前記直線偏光の光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第1の1/2波長板と、
第1〜第3入出力端を有し、該第1入出力端から入力された入力光の直交する直線偏光成分の一方の直線偏光成分を該第2入出力端から出力し、他方の直線偏光成分を該第3入出力端から出力する第1の偏波分離合成器と、
前記第1の偏波分離合成器の第2入出力端及び第3入出力端から出力された直線偏光の光パルス間に与える時間遅延量を調整する光遅延器と、
第1〜第3入出力端を有し、前記第1の偏波分離合成器の前記第2入出力端から出力された出力光パルスは該第1入出力端に入力され、前記光遅延器から出力された出力光パルスは該第2入出力端に入力され、該第1入出力端と該第2入出力端にそれぞれ入力された光パルスを合波して該第3入出力端から出力する半透鏡と、
前記半透鏡の前記第3入出力端から出力された出力光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第2の1/2波長板と、
直線偏光の光パルス偏波面を-45度回転させる第1のファラデー回転子、光学軸X及びYを有する複屈折媒体、及び直線偏光の偏波面を-45度回転させる第2のファラデー回転子がこの順番で直列に配置されて構成されている光位相バイアス回路と
を備え、
前記第1の偏波分離合成器と前記半透鏡とを結ぶ二光路の内の一つの光路に、前記光位相バイアス回路と前記光遅延器とが配置されるか、もしくは、該二光路にそれぞれ前記光位相バイアス回路と前記光遅延器とが別々に配置されており、
前記光干渉計部は、第2の偏波分離合成器によって光路の入出力端を結び光路がループ状に構成されたサニャック干渉計形の光ループとして構成され、この光ループの光路中に非線形光学媒質及び第1の90度偏波面回転部とが設置されており、
前記非線形光学媒質は、パラメトリック蛍光によって前記相関光子対を発生させ、
前記第1の90度偏波面回転部は、直線偏光の偏波面を90度回転させる
ことを特徴とする請求項1に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 直線偏光の光パルスが入力されて、偏波量子もつれ光子対の種光パルスとなるピーク強度が等しく偏波面が互いに直交する偏光励起光パルス対、あるいは時間位置量子もつれ光子対の種光パルスとなるピーク強度が等しく同一の直線偏光であって時間軸上で異なる位置に存在する二連励起光パルス対のいずれか一方を選択して出力することが可能とされている励起光パルス整形部と、
前記偏光励起光パルス対あるいは前記二連励起光パルス対が入力されて、パラメトリック蛍光過程に基づいてシグナル光子とアイドラー光子とからなる相関光子対を発生させ、前記シグナル光子及び前記アイドラー光子に相当する波長成分を選択し空間分離して、前記偏波量子もつれ光子対あるいは前記時間位置量子もつれ光子対として出力する量子もつれ光子対発生抽出部と
を備えることを特徴とする量子もつれ光子対発生装置。 - 前記励起光パルス整形部は、
前記直線偏光の光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第1の1/2波長板と、
第1〜第3入出力端を有し、該第1入出力端から入力された入力光の直交する直線偏光成分の一方の直線偏光成分を該第2入出力端から出力し、他方の直線偏光成分を該第3入出力端から出力する第1の偏波分離合成器と、
前記第1の偏波分離合成器の第2入出力端及び第3入出力端から出力された直線偏光の光パルス間に与える時間遅延量を調整する光遅延器と、
第1〜第3入出力端を有し、前記第1の偏波分離合成器の前記第2入出力端から出力された出力光パルスは該第1入出力端に入力され、前記光遅延器から出力された出力光パルスは該第2入出力端に入力され、該第1入出力端と該第2入出力端にそれぞれ入力された光パルスを合波して該第3入出力端から出力する半透鏡と、
前記半透鏡の前記第3入出力端から出力された出力光パルスの偏波面を0度又は45度回転させる第2の1/2波長板と、
前記第2の1/2波長板から出力された出力光パルスの直交する光学軸間の光位相差を任意に設定する複屈折媒体と、
直線偏光の光パルス偏波面を90度回転させる第1の90度偏波面回転部と
を備え、
前記第1の偏波分離合成器と前記半透鏡とを結ぶ二光路の内のいずれか一方の光路に、前記第1の90度偏波面回転部と前記光遅延器とが配置されるか、もしくは、該二光路にそれぞれ前記第1の90度偏波面回転部と前記光遅延器とが別々に配置されている
ことを特徴とする請求項9に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記量子もつれ光子対発生抽出部は、
第1〜第4入出力端を有する偏波分離合成器によって光路の入出力端を結び光路がループ状に構成されたサニャック干渉計形の光ループとして構成され、
前記光ループの光路中に、第1の非相反偏波面変換部、第2の非相反偏波面変換部、及び非線形光学媒質が設置されており、
前記第4入出力端から出力される、前記非線形光学媒質において、パラメトリック蛍光過程に基づいて発生するシグナル光子とアイドラー光子とからなる相関光子対に対応する波長成分以外の波長成分を除去するローパス光フィルタと、
前記ローパス光フィルタから出力された出力光から、前記シグナル光子と前記アイドラー光子とを別々の光経路に切り分けて出力する波長分離フィルタと
を備えることを特徴とする請求項9または10に記載の量子もつれ光子対発生装置。 - 前記第1の非相反偏波面変換部は、第1のファラデー回転子と第1の1/2波長板とを備え、
前記第1のファラデー回転子は、前記励起光パルス、前記シグナル光子、及び前記アイドラー光子に対して、偏波面を反時計回りに45度偏波回転させ、
前記第1の1/2波長板は、前記励起光パルス、前記シグナル光子、及び前記アイドラー光子に対して1/2波長板として動作し、
前記第2の非相反偏波面変換部は、第2のファラデー回転子と第2の1/2波長板とを備え、
前記第2のファラデー回転子は、前記励起光パルス、前記シグナル光子、及び前記アイドラー光子に対して、偏波面を反時計回りに45度偏波回転させ、
前記第2の1/2波長板は、前記励起光パルス、前記シグナル光子、及び前記アイドラー光子に対して1/2波長板として動作する
ことを特徴とする請求項11に記載の量子もつれ光子対発生装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012076296A JP5867232B2 (ja) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | 量子もつれ光子対発生装置 |
US13/853,044 US9030731B2 (en) | 2012-03-29 | 2013-03-28 | Quantum entangled photon pair generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012076296A JP5867232B2 (ja) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | 量子もつれ光子対発生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013205711A JP2013205711A (ja) | 2013-10-07 |
JP5867232B2 true JP5867232B2 (ja) | 2016-02-24 |
Family
ID=49234670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012076296A Active JP5867232B2 (ja) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | 量子もつれ光子対発生装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9030731B2 (ja) |
JP (1) | JP5867232B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11531248B2 (en) * | 2020-07-01 | 2022-12-20 | Psiquantum, Corp. | Raster multiplexing in photonic circuits |
US11646803B2 (en) | 2020-04-09 | 2023-05-09 | Psiquantum, Corp. | Expanded photonic bell state generators |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9720437B2 (en) * | 2012-05-10 | 2017-08-01 | The Mitre Corporation | Method and apparatus for quantum mechanical entanglement protection |
US9798006B2 (en) * | 2014-07-16 | 2017-10-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Quantum imaging for underwater arctic navigation |
WO2016031187A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | 日本電気株式会社 | 偏波分散付加器及び光受信機 |
US9885815B2 (en) * | 2014-10-27 | 2018-02-06 | Finisar Corporation | Integrated birefringent gridless wavelength locker |
KR20160050922A (ko) * | 2014-10-31 | 2016-05-11 | 에스케이텔레콤 주식회사 | 사냑 간섭계 기반의 위상 변조 장치 |
GB2542751B (en) | 2015-07-02 | 2021-08-18 | Kent Adrian | Future position commitment |
JP6519406B2 (ja) * | 2015-08-24 | 2019-05-29 | 沖電気工業株式会社 | サニャックループ型非対称マッハ・ツェンダ干渉計及び量子鍵配送用受信装置 |
US9923634B2 (en) * | 2015-09-23 | 2018-03-20 | Fujitsu Limited | Harmonic generation and phase sensitive amplification using a bragg reflection waveguide |
US9858532B2 (en) | 2015-09-30 | 2018-01-02 | International Business Machines Corporation | Multimode josephson parametric converter: coupling josephson ring modulator to metamaterial |
CN105680955B (zh) * | 2016-02-04 | 2018-09-07 | 中国科学技术大学 | 贝尔态的转换方法、转换系统及应用 |
US11431418B2 (en) | 2017-03-30 | 2022-08-30 | Notchway Solutions, Llc | System and method for quantum state measurement |
CN107070655A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-18 | 中国电子科技集团公司电子科学研究院 | 一种偏振和相位纠缠编码方法、装置和量子密钥分配系统 |
JP7110387B2 (ja) | 2017-12-19 | 2022-08-01 | ケンブリッジ・クゥアンタム・コンピューティング・リミテッド | ランダム性の増幅、生成、または証明 |
CN108650084B (zh) * | 2018-05-09 | 2020-10-27 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 基于纠缠光子对的量子安全直接通信方法及系统 |
US11586093B2 (en) | 2018-10-04 | 2023-02-21 | National University Of Singapore | Method and system for converting position or momentum correlation of photon pairs to a polarization entangled photon pair |
CN109150525B (zh) * | 2018-10-29 | 2023-08-22 | 中国电子科技集团公司电子科学研究院 | 量子密钥分发相位解码方法和装置及相应系统 |
US10536224B1 (en) | 2019-02-26 | 2020-01-14 | International Business Machines Corporation | Visualizing arbitrary pulse shapes and schedules in quantum computing applications |
CN111082931B (zh) * | 2019-12-23 | 2021-04-20 | 清华大学 | 量子通信光路系统和量子通信方法 |
US11962353B2 (en) * | 2022-04-06 | 2024-04-16 | Qubit Moving And Storage, Llc | Method and system for identifying entangled photons with one-way classical information sharing |
JP2022141607A (ja) | 2021-03-15 | 2022-09-29 | コグニファイバー リミテッド | 光量子論理ゲート |
JP7530341B2 (ja) | 2021-08-24 | 2024-08-07 | 株式会社日立製作所 | レーザ発振器 |
US11962689B2 (en) | 2021-11-05 | 2024-04-16 | Eagle Technology, Llc | Quantum communications system having at least one waveplate to alter pulse polarization and associated methods |
US11451308B1 (en) * | 2021-11-05 | 2022-09-20 | Eagle Technology, Llc | Quantum communications system having pulses divided into time bins and associated methods |
CN114755870B (zh) * | 2022-03-30 | 2023-04-07 | 电子科技大学 | 一种频率片纠缠双光子源 |
CN116107130B (zh) * | 2023-04-12 | 2023-06-23 | 四川大学 | 一种宏观量子纠缠态的量子增强方法及其装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4090460B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2008-05-28 | 日本電信電話株式会社 | 偏波もつれ光子対発生装置 |
JP4795692B2 (ja) * | 2005-01-07 | 2011-10-19 | 株式会社日立製作所 | 光送信機、光送受信システム、および量子光生成器 |
EP1995907A4 (en) * | 2006-03-16 | 2017-06-21 | NEC Corporation | Quantum encryption transmission system and optical circuit |
WO2009025195A1 (ja) * | 2007-08-18 | 2009-02-26 | The Gakushuin School Corporation | 量子エンタングルメント生成装置及び方法並びに量子エンタングルメント生成検出装置及び方法 |
JP4798246B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2011-10-19 | 沖電気工業株式会社 | 4値psk光信号発生装置 |
JP5434373B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2014-03-05 | 沖電気工業株式会社 | 量子もつれ光子対発生装置 |
JP5541004B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2014-07-09 | 沖電気工業株式会社 | 量子鍵配送方法及び量子鍵配送システム |
-
2012
- 2012-03-29 JP JP2012076296A patent/JP5867232B2/ja active Active
-
2013
- 2013-03-28 US US13/853,044 patent/US9030731B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11646803B2 (en) | 2020-04-09 | 2023-05-09 | Psiquantum, Corp. | Expanded photonic bell state generators |
US11984933B2 (en) | 2020-04-09 | 2024-05-14 | Psiquantum, Corp. | Systems and methods for photonic multiplexing |
US11531248B2 (en) * | 2020-07-01 | 2022-12-20 | Psiquantum, Corp. | Raster multiplexing in photonic circuits |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013205711A (ja) | 2013-10-07 |
US9030731B2 (en) | 2015-05-12 |
US20130258453A1 (en) | 2013-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5867232B2 (ja) | 量子もつれ光子対発生装置 | |
JP5434373B2 (ja) | 量子もつれ光子対発生装置 | |
JP5434440B2 (ja) | 量子もつれ光子対発生装置 | |
JP5488342B2 (ja) | 量子相関光子対発生方法及び量子相関光子対発生装置 | |
JP4795692B2 (ja) | 光送信機、光送受信システム、および量子光生成器 | |
JP5541004B2 (ja) | 量子鍵配送方法及び量子鍵配送システム | |
USRE37044E1 (en) | Tunable add/drop optical filter | |
JP4458169B2 (ja) | 光変調器及び光信号発生装置 | |
JP6287152B2 (ja) | 光源装置、並びに相関光子対発生装置、偏光量子もつれ光子対発生装置、及び時間位置量子もつれ光子対発生装置 | |
JP4683099B2 (ja) | 光多値変調信号発生装置 | |
JPH06222215A (ja) | 光波長フィルタ装置 | |
JP5747768B2 (ja) | 量子鍵配送方法及び量子鍵配送システム | |
JP2013025253A (ja) | 偏波量子もつれ光子対発生装置 | |
EP1186942A2 (en) | Wavelength conversion apparatus | |
US20090060525A1 (en) | All-optical polarization-independent clock recovery | |
JP5091196B2 (ja) | 量子相関光子対発生装置および量子もつれ光子対発生装置 | |
WO2023073769A1 (ja) | 光伝送システム | |
JP2014067061A (ja) | 量子もつれ光子対発生装置 | |
JP2014067060A (ja) | 量子もつれ光子対発生装置 | |
JP6220314B2 (ja) | 光増幅装置 | |
JP4798244B2 (ja) | 光変調器 | |
JP2002156669A (ja) | 波長変換装置 | |
JP4798246B2 (ja) | 4値psk光信号発生装置 | |
US6778719B2 (en) | Optical device for wavelength interleaving or dissociation and optical switch | |
JPH0743763A (ja) | 波長選択光スイッチング方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151006 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5867232 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |