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電気通信大学は、ICTおよび関連する諸分野における研究実績は極めて顕著なものがあり、それぞれの研究活動を通して、大学院生や助教クラスの人材育成を積極的に図っています。電気通信大学は、ICTおよび関連する諸分野における研究実績は極めて顕著なものがあり、それぞれの研究活動を通して、大学院生や助教クラスの人材育成を積極的に図っています。
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プロフィール

清水 亮介
Ryosuke Shimizu
e-mail: r-simizupc.uec.ac.jp

職名/Position Title: 特任准教授
  Associate Professor

研究分野/Research Field: 量子光学
  Quantum Optics

キーワード/Keywords: 非古典光
量子もつれ光子
量子情報
  Nonclassical light
Entangled photons
Quantum Information


学歴:
(大学卒以降)
1998年 大阪市立大学理学部物理学科卒業
2000年 大阪大学大学院基礎工学研究科博士前期課程修了
2003年 大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程修了

前職:
科学技術振興機構さきがけ 専任研究者

主な研究業績:
 【学術論文】
  • M. Nakatani, R. Shimizu, and K. Koshino, “Up-conversion dynamics for temporally entangled two-photon pulses,” Phys. Rev. A 83, 013824 (2011).
  • R. Shimizu and K. Edamatsu, “High-flux and broadband biphoton sources with controlled frequency entanglement,” Opt. Express 17(19), 16385-16393 (2009).
  • N. Matsuda, R. Shimizu, Y. Mitsumori, K. Kosaka, and K. Edamatsu, “Observation of optical-fibre Kerr nonlinearity at the single-photon level,” Nature Photonics 3, 95-98 (2009).
  • R. Shimizu, T. Yamaguchi, Y. Mitsumori, H. Kosaka, and K. Edamatsu, “Generation of polarization entanglement from spatially correlated photons in spontaneous parametric down-conversion,” Phys. Rev. A 77, 032338/1-4 (2008).
  • R. Shimizu, K. Edamatsu, and T. Itoh, “Quantum diffraction and interference of spatially correlated photon pairs and its Fourier-optical analysis,” Phys. Rev. A 74, 013801/1-10 (2006).

 【特許】 特許(国内)
  • 清水亮介、枝松圭一、“偏光量子もつれ光子対の生成装置及びその生成方法”特願2009-134293
  • 清水亮介、長能重博、枝松圭一、“非縮退偏光量子もつれ光子対生成装置及び非縮退偏光量子もつれ光子対生成方法、”特願2008-014938
  • 清水亮介、長能重博、枝松圭一、“量子もつれ光子対生成装置及び量子もつれ光子対生成方法、”特開2008-216369
  • 清水亮介、枝松圭一、“量子もつれ光子対生成装置,及び,量子もつれ光子対生成方法”特願2008-503816
  • 清水亮介、松田信幸、枝松圭一、“光学非線形性評価装置及び光スイッチング素子”特願2007-549151
特許(海外)
  • Ryosuke Shimizu, Keiichi Edamatsu, “QUANTUM ENTANGLEMENT PHOTON-PAIR PRODUCING DEVICE AND QUANTUM ENTANGLEMENT PHOTON PAIR PRODUCING METHOD,” US Patent 7,570,419.
  • Ryosuke Shimizu, Nobuyuki Matsuda, Keiichi Edamatsu, “OPTICAL NONLINEAR EVALUATION DEVICE AND OPTICAL SWITCHING ELEMENT,” US Patent 7,652,770.

 【外部資金
  獲得状況】
  • 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業さきがけ、2007〜2010年度、多光子波束による物質の非線形光学応答。

研究内容の紹介:  究極的な情報処理技術として、量子情報への関心が近年非常に高まっています。これまでに、様々な物理系を利用した量子情報処理技術の原理検証実験が報告されていますが、その中でも光子は量子ビットの物理媒体として極めて優れた物理系を提供するため、数多くの実験研究が報告されています。特に、偏光自由度の光子の振る舞いが量子ビットと良く対応するため、偏光自由度における量子もつれ光子(偏光量子もつれ光子)は量子情報通信技術の分野の創成に大きく貢献しました。しかし、量子もつれ光子の持つ可能性は量子情報通信技術だけにとどまらない、光科学技術全般に変革をもたらすと考えています。その突破口が周波数自由度における量子もつれ光子(周波数量子もつれ光子)の概念を従来の波動光学に持ち込みことにあります。光を電磁波として扱う波動光学は、光子と光子の間の周波数自由度の量子相関(周波数量子もつれ)は存在しない無相関な光子群の振る舞いを扱うことと等価とみなせます。一方で、周波数量子もつれ光子は光子−光子間に強い周波数相関を持つため、その振る舞いは従来の波動光学では説明できません。そのため、周波数量子もつれ光子の生成、操作、検出が自在に出来るようになると、波動光学の常識を打ち破る、光の究極的な利用と革新的な光科学技術への展開が期待できます。例えば、物質の内部状態を量子論で扱う一方で、光を古典的な電磁波として扱う半古典近似は、多くの光と物質との相互作用を非常に良く説明してきました。一方で、量子光学的な観点から考えた場合、従来の分光計測技術で観測される時間−周波数スペクトルは、光子統計性や量子相関といった非古典光特有の性質がかき消され、平均化された古典的電磁波としての情報しか含んでいません。半古典近似が大きな成功を収めてきたことの背景には、従来の分光計測技術では光の古典的波動としての性質しかとらえることは出来ないため、半古典近似に従う現象しか観測できなかったことも一因であると考えています。そこで、「周波数量子もつれ光子」の概念に基づいた分光計測手法を確立することにより、従来は観測することの出来なかった光と物質との新たな関わり方が見えるようになることを期待し、研究を進めています。
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