【課題】量子ビット状態を記憶し操作するように構成されたメモリのコンポーネントを提供する。
【解決手段】コンポーネントは、量子ドット分子、励起子、第１電気接点１７、第２電気接点１９、電源２６及び電源コントローラー２１を含んでいる。量子ドット分子は、第１レイヤ１において提供される第１量子ドット３と、第２レイヤ５において提供される第２量子ドット７と、を含んでいる。励起子は量子ドット分子内に電子及び正孔の束縛状態を含んでいる。励起子のスピン状態は量子ビット状態を形成する。電場が量子ドット分子を横切って提供されることが可能になるために、第１電気接点１７は第１量子ドット３の下に提供され、第２電気接点１９は第２量子ドット７の上に提供される。電源コントローラー２１は、量子ドット分子内での励起子が直接配置と間接配置との間で切り換えられるように、量子ドット分子を横切って電場を調整するように構成されている。 （もっと読む）

【課題】確率的ゲートを用い、損失の影響を抑えながら所望のエンタングルメント状態にある複数の量子ビットを生成する。
【解決手段】エンタングルメント状態の３個以上の量子ビットからなる第１量子ビット集合に含まれる１個の量子ビットをＸ測定し、量子状態｜η₁＞｜Φ₁＞｜Φ₃＞｜η₃＞+｜η₂＞｜Φ₂＞｜Φ₄＞｜η₄＞の第２量子ビット集合を生成する。この量子状態との第３量子ビット集合の量子状態｜η₅₁＞｜Φ₅＞｜η₅₂＞＋｜η₆₁＞｜Φ₆＞｜η₆₂＞に対し、γ₁＜Φ₃｜＜Φ₅｜＋γ₂＜Φ₄｜＜Φ₆｜で表される量子操作を行い、エンタングルメント状態にある量子状態｜η₇₁＞｜Φ₁＞｜η₇₂＞＋｜η₈₁＞｜Φ₂＞｜η₈₂＞の第４量子ビット集合を生成する。 （もっと読む）

【課題】4つのベル状態の全てを選択して実現可能とする偏波量子もつれ光子対発生装置を提供する。
【解決手段】偏波分離合成器101とその2つの入出力端とを含んで構成されるサニャック型干渉計のループ光路20と、励起光をループ光路に入力し、またこのループ光路から出力される量子もつれ光子対波長成分を空間分離して出力する光分岐入出力部10を備えた偏波量子もつれ光子対発生装置である。ループ光路は、非線形光学媒質102と90度偏波面回転部103と偏波面及び光位相調整部104とを光ファイバーで直列に配置接続されている。光分岐入出力部は、バンドパス光フィルター105、ローパス光フィルター106、WDMフィルター107を備えて構成されている。また、光分岐入出力部の後段には1/2波長板108が配置されている。 （もっと読む）

【課題】光周波数無相関な光子対が、より小型で低コストな状態で生成できるようにする。
【解決手段】光子対発生部１０２は、例えばシリコンなどの単結晶の半導体からなるコアを備える光導波路から構成され、光源１０１が出力したポンプ光を入力して２ｆ_p＝ｆ_s＋ｆ_iの関係を満たす光周波数ｆ_sのシグナル光子および光周波数ｆ_iのアイドラ光子から構成される光子対を自然放出四光波混合過程により発生して出力する。ここで、光子対発生部１０２を構成する光導波路は、コアの形状を制御することで、ポンプ光の光周波数における群速度ｖ_g（ｆ_p）とシグナル光子の光周波数における群速度ｖ_g（ｆ_s）とが等しい状態、およびポンプ光の光周波数における群速度ｖ_g（ｆ_p）とアイドラ光子の光周波数における群速度ｖ_g（ｆ_i）とが等しい状態のいずれかの状態とされている。 （もっと読む）

【課題】量子コンピュータの１量子ビットゲートである位相ゲートにおいて、高効率な位相ゲートの操作方法を提供する。
【解決手段】位相ゲート操作で用いる四準位系(四状態系)は、量子ビットに利用する下二準位の状態｜０＞、｜１＞と補助的に利用する下準位の状態｜２＞と励起状態｜ｅ＞からなる三脚型の四準位系である。状態｜１＞の位相をシフトするために照射するレーザー光の周波数を、レーザー光の強度変化に応じて、非断熱効果を高めるように変化させる。 （もっと読む）

【課題】従来よりもクラスター状態の生成が容易な量子ビット形成装置および量子ビット形成方法を提供すること。
【解決手段】量子ビット形成装置６００は、光格子を生成する第１及び第２のレーザー６０１、６０２と、当該光格子内の複数の冷却フェルミ原子（図示せず）と、磁場発生装置６０３とを備える。冷却フェルミ原子は、２つの異なる内部自由度（|0>、|1> とする。）を有し、量子ビットとして機能する。従来の技術では無視されていた高次のエネルギー準位を仮想的・一時的に利用し、また、フェルミ原子の統計性に起因した性質（パウリ原理）を利用することで、クラスター状態を生成できる。仮想遷移は、第１のレーザー６０１及び第２のレーザー６０２の光強度を一時的に低減して、光格子のエネルギー準位の間隔を、原子間に働く弾性散乱による相互作用エネルギー U_σσ′ よりも小さくすることにより生じさせることができる。 （もっと読む）

【課題】量子ドットにおいて励起子状態を操作し重ね合わせの状態を制御することにより、量子情報システムに関する状態を適切に利用する。
【解決手段】コンポーネントは、量子ビットと、前記量子ビットに関するコントローラとを具備し、前記コンポーネントは、量子ドットと、前記量子ビットを形成するために前記量子ドットに中性の励起子状態を生成する励起部とを具備し、前記コンポーネントは、前記状態の方向に関する光学的な測定を行う測定部をさらに具備し、前記コントローラは前記量子ドットに変調された電場を印加する電気的なコンタクトに結合している電気的な接続電源を具備し、変調は前記中性の励起子状態の崩壊時間よりも高速である。 （もっと読む）

【課題】容易に量子状態を生成・制御し、情報を読み出すことができる量子コンピュータを提供すること。
【解決手段】量子コンピュータ１は、光コム発生器１０、光カプラ２０、フィルタ３０、フィルタ４０、光カプラ５０、光カプラ６０、検出器７０、検出器８０、検出器９０、およびファイバーＦを含む。 （もっと読む）

【課題】相互作用を制御した多数の量子ビットを実装可能で、かつ、個々の量子ビットを同時に制御し、また必要に応じて任意の量子ビット間に相互作用を導入できる量子計算機を提供する。
【解決手段】量子計算機（１ａ）は、レーザ光を供給する光供給手段（１３、１７）と、光供給手段から受けたレーザ光により少なくとも１つの平面上に２次元状に複数の近接場光を発生させる手段（１１）と、各近接場光に原子をトラップすることにより構成された量子ビット（２５、３１）とを備える。また、量子計算機（１ａ）は、相向かい合うレーザビームで構成される１次元光格子をもつ。もつれた量子状態にさせたい原子対は、１次元光格子に移動させて相互作用させる。また、別の構成として、量子計算機は、赤方離調したレーザビームで原子をトラップすることにより構成された量子ビット（３１）を備えてもよい。 （もっと読む）

伝令付き単一光子のための光源のためのシステム及び方法であって、対の数を奇数又は偶数とすることができる複数の光子対のバーストを提供する相関光子対生成装置であって、各対の一方が第１の特性であるが第２の特性ではない特性を有し、各対の他方が第２の特性であるが第１の特性ではない特性を有する、相関光子対生成装置と、第１の特性を有する対の光子のための第１の光の経路と、第２の特性を有する対の光子のための第２の光の経路と、光子のバーストごとに、バーストにおける光子対の数が偶数であるか奇数であるかに応じて、第１の経路における第１の特性の光子の数をゼロ又は１に低減する第１の光の経路における二光子吸収体と、バーストにおける光子の数が奇数である場合に表示するために伝令信号を出力する第２の経路における光子検出器と、第２の光の経路の出力に結合され、伝令信号に応答して作動するように接続された光スイッチとを備える伝令付き単一光子のための光源のためのシステム及び方法を提供する。
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【課題】 一般的で簡便な光部品を用いて、余分な過剰損失等の発生なく高純度な量子もつれ光子対を発生できる量子もつれ光子対発生装置を提供する。
【解決手段】 偏波分離合波モジュールを両端とする偏波保持のループ光路を有し、このループ光路に２次非線形光学効果を有する２次非線形光学媒質が介在されている。入力励起光は互いに直交する２つの分波励起光に分岐され、ループ光路に、逆方向に入力される。２次非線形光学媒質は、入力方向を問わず、分波励起光に対し、ＳＨＧ変換及びＳＰＤＣ変換を実行し、自然パラメトリック下方変換光を発生させる。両方向を伝播してきた２つの自然パラメトリック下方変換光は、偏波分離合波モジュールにおいて合波出力され、これ以降、シグナル光及びアイドラー光が分離抽出される。ループ光路には、上述した合波が実行されるように、少なくとも一部の光成分について偏波方向を操作する偏波面操作手段を備える。 （もっと読む）

【課題】１．５μｍ通信波長帯の量子相関光源または量子もつれ光源として、比較的少ない部品点数で構築した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を提供すること。
【解決手段】光周波数ｆｐのポンプ光を出力するポンプ光源２０１と、上記ポンプ光源２０１からのポンプ光が入力され、ＳＨＧとＳＰＤＣとのカスケード過程を経た光周波数ｆｓ及び光周波数ｆｉの量子相関光子対を含む光を出力する２次の非線形光学媒質２０２と、上記２次の非線形光学媒質２０２からの出力光から光周波数２ｆｐの光を抑圧し、その他の光周波数の光を透過する第１の光フィルタ２０３と、上記第１の光フィルタを透過した光から光周波数ｆｐの光を抑圧し、その他の光周波数の光を透過する第２の光フィルタ２０４と、上記第２の光フィルタを透過した光を２ｆｐ＝ｆｓ＋ｆｉの関係を満たす光周波数ｆｓの光子と光周波数ｆｉの光子とに分離する光周波数分離フィルタ２０５とを備えることを特徴とする量子相関光子対発生装置。 （もっと読む）

【課題】共振器モードと遷移双極子モーメントおよび均一幅の大きな遷移との強い結合を量子ゲートに利用する。
【解決手段】共振器中の物理系ｉの｜０＞_ｉ、｜１＞_ｉで量子ビットを表し、均一幅が｜０＞_ｉと｜１＞_ｉの間のエネルギー差よりも大きい遷移で結ばれた状態を｜２＞_ｉ、｜３＞_ｉとして、｜２＞_ｉと｜３＞_ｉとの間の遷移に共通の共振器モードを共鳴させ、ｍ個の物理系ｋで共振器モードを利用した量子ビットゲートを行う際に、相互のエネルギーの差が均一幅よりも大きく、｜２＞_ｋ、｜３＞_ｋのいずれとも均一幅よりも大きいエネルギー差を持つ｜４＞_ｋ、｜５＞_ｋに、｜０＞_ｋ、｜１＞_ｋで表していた量子ビットの状態を移し、｜３＞_ｋと｜４＞_ｋ間および｜５＞_ｋ間の遷移に共鳴する光を利用して物理系間のアディアバティック・パッセージを行い、ｍ個の量子ビット間で量子ビットゲートを行い、｜４＞_ｋ、｜５＞_ｋを｜０＞_ｋ、｜１＞_ｋに移す。 （もっと読む）

【課題】スピン−スピン間相互作用をシミュレートする
【解決手段】２つの下状態｜０＞、｜１＞と２つの上状態｜２＞、｜３＞を有し、Ｎ個の頂点とある頂点間をつなぐ辺を有する有限な無向グラフの各頂点に一対一対応するＮ個の物理系と、辺（ｊ，ｊ’）に対応する光学系であって、物理系ｊを含む光共振器（ｊ，ｊ’）と物理系ｊ’を含む光共振器（ｊ’，ｊ）と光共振器を結合する光ファイバーとを含み、物理系ｊの｜１＞−｜２＞間遷移が光共振器（ｊ，ｊ’）の共振器モードと結合する光学系を含む、各辺に一対一対応する複数の光学系１０００と、複数の物理系の｜１＞−｜２＞間遷移、｜０＞−｜３＞間遷移、｜１＞−｜３＞間遷移と結合する複数のレーザー光を供給する光源１１０１と、複数のレーザー光の周波数、強度、位相を調整する複数の変調器１１０４と、複数の変調器を制御する制御装置１１０５と、を具備する。 （もっと読む）

【課題】大きな読み出し信号を得、量子ビット数が拡張性に富む。
【解決手段】３つの異なる状態｜０＞、｜１＞、｜ｅ＞を有し、かつ｜０＞−｜ｅ＞間遷移および｜１＞−｜ｅ＞間遷移の均一幅がそれぞれ第１幅、第２幅である物理系を複数含む光導波路１０３を複数個有し、互いに隣接する光導波路で、第１光導波路中の第１物理系が｜０＞または｜１＞にある場合には第２光導波路中の第２物理系の｜０＞−｜ｅ＞間遷移および｜１＞−｜ｅ＞間遷移の遷移角周波数がそれぞれω_０ｅおよびω_１ｅであり、第１物理系が｜ｅ＞にある場合には第２物理系の｜０＞−｜ｅ＞間遷移および｜１＞−｜ｅ＞間遷移の遷移角周波数がそれぞれω_０ｅ＋Δ１、ω_１ｅ＋Δ２であり、第１光導波路と第２光導波路との距離はΔ１およびΔ２がいずれも第１幅および第２幅よりも大きくなる距離であり、かつ第１光導波路を通過する光が第２物理系の状態を変化させない距離である。 （もっと読む）

【課題】理想的な量子計算機の実現。
【解決手段】物理系Ａ、Ｂ、Ｃごとが３つの異なるエネルギー状態｜０＞_ｘ、｜１＞_ｘ、｜ｅ＞_ｘを有し、｜０＞_ｘあるいは｜１＞_ｘあるいは｜０＞_ｘと｜１＞_ｘとの量子力学的な重ね合わせの状態で量子ビットを表す場合に、複数の物理系Ａ、Ｂ、Ｃを含む薄膜Ａ、Ｂ、Ｃが、下から順に薄膜Ａから始まって、薄膜Ｂ、薄膜Ｃ、薄膜Ａと順に繰り返し重ねられた積層部１０３と、隣接する薄膜の状態に依存した遷移角周波数に対応した光であり、かつ、スペクトル幅が互いの角周波数差よりも狭い光を発生して、積層部の薄膜に照射する光源部１０１と、光の周波数と強度とを制御する制御装置部と、薄膜Ａ（Ｅ）中の物理系集団Ａ（Ｅ）からの発光や物理系集団Ａ（Ｅ）を通りぬけてくる光の透過光強度を測定することにより物理系集団のＡ（Ｅ）の量子状態を測定する量子ビット読み出し部１０５と、を具備する。 （もっと読む）

【課題】 量子暗号鍵配付システムの光源として有用な、光子対生成効率が高く、特殊部品の調達が必要なく、装置の調整や制御の手間が少ない、偏波もつれあい光子対の生成装置を提供する。
【解決手段】 本発明の偏波もつれあい光子対の生成装置は、適切に配置された１つのタイプＩ非線形光学結晶と偏波ビームスプリッターをカスケードに光学接続し、簡便な構成により偏波もつれあい光子対を生成することをその特徴とする。また、その調整ならびにもつれあい光子対の生成確認のための装置を具備することを特徴とする。 （もっと読む）

【課題】デコヒーレンスの抑制
【解決手段】光共振器１０１の内部に含まれ、少なくとも３つのエネルギー状態（｜０＞、｜１＞、｜３＞）と２つのエネルギー状態（｜２＞、｜４＞）を有し、｜０＞、｜１＞、｜３＞のそれぞれが有するエネルギーよりも｜２＞、｜４＞が有するエネルギーの方が高く、｜３＞−｜２＞間遷移の遷移周波数が共鳴周波数に等しく、｜０＞と｜１＞とで量子ビットを表現する複数の物理系１０２を用意し、複数の物理系に含まれる第１物理系と第２物理系の量子ビットに２量子ビットゲートを行う際に、第１物理系と第２物理系の｜０＞と｜１＞以外の状態と光共振器を利用して、第１物理系と第２物理系以外が変化することなく２量子ビットゲートを行い、全ての物理系の量子ビットを反転し、２量子ビットゲートの実行に要した時間だけ何もせず待機し、待機後、全ての物理系の量子ビットを反転するように制御する。 （もっと読む）

【課題】 光の進行方向を外場によって自在に制御する方法と、その方法を実施し、光ネ
ットワークシステムを構成するための光スイッチや光変調器などの能動素子に寄与する装
置を提供すること。
【解決手段】 光を受入する入力部と、光を射出する出力部と、入力部と出力部との間の
光路に位置して光を誘導する誘導部材と、誘導部材に磁場を印加する磁場印加手段とを備
えた構成で、光の進行方向を制御する方法であって、誘導部材の素材に、屈折率テンソル
の非対角成分が磁場に応答する物質を用い、誘導部材を小片の集合体で構成し、その小片
の配置を、入力部で受入する光の波長と同程度か或いはそれ以下の所定間隔で、規則正し
く周期的に配列させることで、微細構造を形成し、誘導部材に磁場を印加して、そこを通
る光の屈折率を変化させると共に、微細構造における光の干渉によってその進行方向を変
化させる。 （もっと読む）

【課題】すべて光学的なＡＮＤゲートを提供する。
【解決手段】すべて光学的なＡＮＤゲートは、第1、第2光学入力信号を受信する第1、第2光学入力媒体と、第1、第2入力信号を合成し合成信号を生成する合成媒体と、合成信号を受信する非線形素子であって、合成信号がハイ論理レベルを具備した第1及び第2入力信号の両方から得られる場合にハイ倫理レベルを有する光学出力信号として光を出力し、合成信号がロウ論理レベルを具備した光学入力信号のいずれか又は両方から得られる場合にはロウ論理レベルを有する出力信号として光を出力しない非線形素子と、非線形素子からの出力信号を出力する光学出力媒体と、を有し、第1、第2光学入力媒体、合成媒体、非線形素子、及び光学出力媒体は、フォトニック結晶内に形成され、且つフォトニック結晶内における構造物の欠如によって定義され、非線形素子は、合成媒体の出力側と光学出力媒体の入力側の間に光学的に配置される。 （もっと読む）