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 セミナー
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■□■2017年■□■
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未来研究推進センターセミナー

日時:2017年2月6日(月) 16:30〜17:30

場所:基礎工D棟412セミナー室

講師:Mark Tame 准教授 (大阪大学基礎工学研究科/Kwazulu-Natal大学)

演題:Plasmonic quantum technology
概要: Abstract: Plasmonics is a field of research that involves the study of light and its interaction with matter at the nanoscale. Here, electromagnetic fields coupled to electron charge density waves on metal-dielectric interfaces or localized on metallic nanostructures enable the confinement of light to scales far below that of conventional optics. This has opened up many new applications, ranging from nano-imaging, super-lensing and enhanced photovoltaics to high-resolution sensing. Most recently, researchers have started to study quantum effects in plasmonic systems, which have been shown to be useful for applications in quantum technology. I will present recent work on applications such as quantum sensing and quantum random number generation.

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未来研究推進センターセミナー

日時:2017年2月6日(月) 16:30〜17:30

場所:基礎工G棟215セミナー室

講師:川上 駿 (東京大学工学系研究科物理工学専攻)

演題:微弱レーザー光を用いた量子暗号プロトコルの安全性
概要: 量子暗号は無限の計算能力を持った盗聴者に対して耐性のある暗号であり、量子コンピュー ターを含む強力な計算機の登場に対する不安を払拭することが可能である。また、他の量子情 報技術に比べて技術的ハードルが低く、その実現が近いと期待されている分野でもある。多く の量子暗号の実装・デモンストレーションにおいては、一般的なレーザー光を単一光子レベル の強度まで弱めたものが光源として使われている。しかし、その場合も完全に多光子成分を取 り除くことはできず、実際に多光子を利用した強力な盗聴方法も提案されている。本講演では、 微弱レーザー光を用いた量子暗号プロトコルの実用的な側面にも触れながら、その安全性をい かに保証しているかについて解説する。具体的には、最も代表的な量子暗号(量子鍵配送)プ ロトコルであるBennett-Brassard 1984 (BB84)プロトコルの安全性証明に軸足を置きつつ、そ の証明をDifferential-quadrature-phase-shift (DQPS)プロトコルに非自明な形で応用し、 DQPSプロトコルが位相変調型のBB84 プロトコルに対し秘密鍵生成効率の優位性を持っているこ とを示す。

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■□■2016年■□■
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未来研究推進センターセミナー

日時:2016年12月13日(火) 13:30〜14:30

場所:基礎工C棟4階共用セミナー室 C419-23

講師:Prof. Sahin Kaya Ozdemir (基礎工学研究科 特任教授, Washington University in St. Louis)

演題:Controlling light behavior in whispering gallery resonators
概要: Whispering-gallery-mode (WGM) optical microresonators have emerged as excellent platforms for exploring basic science and for fabricating functional devices. They have been used for sensing, cavity-QED, optomechanics, low threshold lasing, and most recently for the realization of parity-time (PT) symmetry in optics. In this talk, after briefly reviewing the physics and the applications of WGM optical microresonators, I will discuss the control of the flow of light in WGM microresonators. First, I will show how exceptional points (degeneracy at which two or more of the complex eigenvalues and the corresponding eigenstates of a physical system coalesce) in a system of waveguide-coupled microresonators can be utilized to obtain chiral states and to control emission direction in WGM microlasers. Second, I will report on optomechanics in WGM resonators to generate chaotic light, to transfer chaos between optical fields and to demonstrate stochastic resonance. I will end the talk giving a brief summary of other interesting phenomena we study with WGM resonators and discussing some of the opportunities and challenges in the WGM research.

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未来研究推進センターセミナー

日時:2016年10月31日(月) 16:20〜17:20

場所:基礎工 D棟共用セミナー室 D404

講師:高橋優樹 (University of Sussex, UK)

演題:Coupling a single ion to an optical fibre cavity
概要: Strong coupling of a single atomic ion to an optical cavity has been a long-sought-after subject in the ion trap community for decades. We have developed a novel ion trap which tightly integrates a high finesse fibre tip cavity. Although yet to be fully optimised, we recently achieved a stable ion-cavity coupling of 6 MHz and observed a strong Purcell effect in this system. I will report on the latest progress and discuss the future prospect for achieving strong coupling.

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■□■2015年■□■
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未来研究推進センターセミナー

日時:2015年7月16日(木)14:00-15:00

場所:基礎工学国際棟 1F セミナー室

講師:Dr Matthias Keller  ITCM-Group, University of Sussex (UK)

題目:The UK Quantum Technology Initiative and Ion Based Quantum Networks
Recently, the UK government has announced the investment of £270 million into the commercialisation of quantum technologies. This investment is flowing into several specific funding schemes, most noticeably the Quantum Technology hubs, Training and Skills hubs for Quantum System Engineering and a significant investment into capital equipment. Quantum technologies with trapped atomic ions are an important area of this investment. The focus of the ITCM-group is on the implementation of ion-photon interfaces as nodes for quantum networks. I will give an overview of the UK’s Quantum Technology Initiative and our contribution to this area.

主催:大阪大学基礎工学研究科未来研究推進センター
共催:大阪大学未来研究イニシアティブ・グループ支援事業「量子インターフェース」

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量子インターフェースセミナー20[特別講演]

日時:2015年3月26日(木)15:00-16:30

場所:理学研究科H棟 H701(セミナー室A)

講演者:尾関章 氏(元朝日新聞論説副主幹・科学医療部長、現北海道大学客員教授)

講演タイトル:湯川中間子論を生んだ大阪の街
 日本初のノーベル賞を受けた理論物理学者、湯川秀樹は京都と結びつけて語られることが多い。
京大出身、長く京大教授を務めた人だからだ。だが1934(昭和9)年、ノーベル物理学賞の
授賞理由となる中間子論を口頭発表したとき、湯川は誕生まもない大阪帝国大学の講師だった。
赴任後しばらく京都から大阪まで通っていたころ、京阪電車に揺られながら原子核内の力について
考えていたことは自伝『旅人』に書かれている。
 今回は、湯川が1934年に綴った個人日記に焦点を当てる。朝日新聞が湯川生誕100年
にあたる2007年に家族の了解を得て公開し、『湯川秀樹日記』(小沼通二編、朝日選書)に収めたものだ。
中間子論発表の1カ月あまり前、10月9日から12日の4日間、文面に突然現れた「γ’」
(ガンマプライム)という謎めいた文字。これこそは核内の力を媒介する粒子、すなわち中間子の着想を
得たしるしではないかと見られている。
 ただ、湯川日記の意義は、こうした20世紀物理学史を跡づける史料としての価値にとどまらない。
そこには、時間を見つけてはデパートでショッピングを楽しみ、催し物会場を巡って歩く青年の姿がある。
その背景には、昭和に入ってターミナルデパートが生まれ、地下鉄が開業し、大通りも貫かれたという
モダニズム都市大阪の活況もあった。
 世界像を塗りかえるような科学研究を生むには、ただアカデミズムに投資をするだけでは足りない。
若い学究が知的刺激に満ちた空気を吸えるような空間をつくりだすこともまた大切である――そんなことが、
湯川秀樹27歳の生き生きとした暮らしぶりから感じとれるのである。

協力:大阪大学総合学術博物館湯川記念室

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量子インターフェースセミナー19

日時:2015年3月17日(火)15:00-16:30

場所:基礎工G棟2階未来研究推進センターセミナー室(G215-221)

講演者:松井伸之 氏(兵庫県立大学大学院工学研究科 教授)

講演タイトル:量子計算知能展望 ― 量子粒子群最適化法を中心として ―
ミクロの不可思議な量子の世界の理解に挑み続けてきた量子力学は,現在では情報科学と相互
に関係し,量子情報科学技術分野へと展開している.波と粒子の二重性,相補性,非局所性,
量子の絡み合いなど量子力学が提示する数理的概念は,意識とのかかわりにおいて古くから議
論されてきた.その発展の一つとして,量子脳理論も試論されてきたが,計算知能とのかかわ
りにおいては,量子アルゴリズムの発見(1994年)に刺激され,ニューロン状態記述と量子状態
記述との類似性に端を発した量子ニューラルネットワーク研究が最初に試みられてきた.その
後,量子遺伝アルゴリズムや量子粒子群最適化法など,量子力学に鼓舞された各種の計算知能,
すなわち量子計算知能研究が活性化しつつあり,Quantum neural computation,Quantum
inspired Intelligence,Principles of Quantum Artificial Intelligenceなどの成書も出版
され始めた.本研究紹介では,最初に,量子力学と計算知能とのかかわりを量子計算知能小史
として広く概観し,続いて,量子ビットニューラルネットワーク,量子粒子群最適化法などの
研究成果の一端,特に最近精査を行ってきた量子粒子群最適化法(Quantum Particle Swarm
Optimization)の研究を紹介しつつ,量子計算知能の今後の研究動向なども考察してみたい.

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量子インターフェースセミナー18

日時:2015年3月4日(水)14:00-15:30

場所:基礎工G棟2階未来研究推進センターセミナー室(G215-221)

講演者:湯本潤司 氏(東京大学理学系研究科 フォトサイエンス研究機構 教授)

講演タイトル:コヒーレントフォトン技術によるイノベーションの創出
この10年間、レーザー技術は、急速に進歩し、レーザーでの電気から光への変換効率も飛躍的に向上し、
「フォトンコスト」は劇的に低下している。また、レーザーの更なる大出力化も進められており、
金属やガラスの切断、融着など、様々な生産現場にレーザーが導入され、産業におけるレーザー技術の依存度は、
ますます、高まっている。東京大学理学系研究科、工学系研究科では、民間企業と連携し、
文科省/JST COI Streamプログラムの一つとし、「コヒーレントフォトン技術によるイノベーション拠点」を
推進している。(2013年11月から9年間のプログラム) このプログラムでは、レーザー技術の旧究極を追求するとともに、
現在のレーザー光加工技術を、「光で切るとは、何か」という基礎に立ち返り、そこでの知見を、
新しいテクノロジー、イノベーションにまで発展させることを目指している。最近、「新産業革命」というコンセプトが
話題になっているが、単に、製造技術だけの進歩ではなく、材料・素材も含めた「ポスト新産業革命」を
ターゲットとして研究開発を行う重要性を議論する。

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インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会

日時:2015年1月19日(月)13:00-14:30

場所:基礎工学棟B103

講演者:Mark Tame 准教授 (大阪大学基礎工学研究科/Kwazulu-Natal大学)

講演タイトル:Quantum plasmonics
Quantum plasmonics is a rapidly growing field of research that involves the study of
the quantum properties of light and its interaction with matter at the nanoscale.
Here, surface plasmons - electromagnetic excitations coupled to electron charge density waves
on metal-dielectric interfaces or localized on metallic nanostructures - enable the confinement
of light to scales far below that of conventional optics. I will review recent progress
in the theoretical and experimental investigation of the quantum properties of surface plasmons,
their role in controlling light-matter interactions at the quantum level and potential applications
in quantum information science.

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量子インターフェースセミナー16

日時:2015年1月13日(火)13:30-15:00

場所:D棟共用セミナー室(D404-408)

講演者:角谷良彦 氏(東京大学 大学院情報理工学系研究科 コンピュータ科学専攻 助教)

講演タイトル:量子計算におけるプログラム検証の利用
通常の計算の世界では、プログラムを検証するための様々な形式手法が研究されている。
この講演では、量子計算に応用可能な形式手法を紹介する。テーマの一つは量子プログラミング言語とその検証である。
プログラムを検証する枠組みにホーア論理と呼ばれるものがある。この講演では、量子計算を記述することのできる
プログラミング言語とその言語に合わせたホーア論理について紹介する。もう一つのテーマは量子プロセス計算である。
プロセス計算は通信や並列実行を明示的に扱うための体系であり、プロトコルの記述などに向いている。
今回は、量子プロセス計算を用いて量子プロトコルの安全性を検証する手法について議論する。

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インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会

日時:2014年12月8日(月)13:00-14:30

場所:基礎工学棟B103

講演者:Sahin Kaya Ozdemir 特任教授 (大阪大学大学院基礎工学研究科/ワシントン大学)

講演タイトル:Physics and Applications of Whispering-Gallery-Mode Optical Microcavities
Whispering-Gallery-Mode (WGM) optical microcavities with their high-quality factors and
microscale mode volumes enables strong light-matter interactions and thus have emerged
as versatile platforms for exploring basic science and for fabricating functional devices.
In this talk,I will briefly review WGM resonators and introduce their Physics and applications.
In particular I will focus on (1) detection of very small nanoparticles
(below 10 nanometers in size) using WGM microresonators and microlasers, and
(2) on-chip control of optical processes and light transmission in systems of coupled WGM resonators (WGMRs).
WGMRs represent open physical systems that are characterized by non-Hermitian Hamiltonians,
and thus by appropriately steering the system parameters, their complex eigenvalues
and the corresponding eigenstates can be made to coalesce giving rise to a degeneracy referred to
as Exceptional point (EP). I will present two applications enabled by driving coupled WGM microcavities
through exceptional points. First I will show parity-time (PT) symmetry and its breaking in a system
composed of two coupled WGM microcavities, one of which has passive loss (passive resonator) and the other has
optical gain (active resonator) balancing the loss of the other. By controlling the inter-cavity coupling strength,
one can drive the system from PT-symmetric phase to the broken PT-symmetry phase through an EP. The broken phase
enables localization of light in the active resonator, leading to nonlinearity-based nonreciprocal
light transmission (optical diode). Then I will show that modulating the loss contrast between two coupled passive resonators
can bring the system to an EP where the total intracavity field intensity increases despite increasing loss.
This then helps to control intensity-dependent optical processes by loss modulation without requiring optical gain.
I will end the talk discussing some of the opportunities and challenges in the WGM research.

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量子インターフェースセミナー14

日時:2014年9月18日(木)14:00-15:30

場所:D棟セミナー室(D404-408)

講演者:井戸哲也 氏(情報通信研究機構(NICT) 時空標準研究室 研究マネージャー)

講演タイトル:光格子時計の周波数一致証明への取り組みと占部研究室への標準周波数の供給
周波数は他の物理標準と比して得られる確度が数桁良いことはよく知られているが、もう一つの強みは、
標準が標準研究所の中だけで得られるのではなく、GPSやファイバリンクを介して、離れた地点に(実効的に)伝送可能な点である。
情報通信研究機構(NICT)では、ストロンチウム光格子時計が稼働している。我々はこれらの伝送技術を駆使して
「研究機関によらない光格子時計の生成周波数の一致」を証明する努力をしている。その一端として今回
東大との光ファイバリンク、と静止衛星を介したドイツPTBとの周波数リンクを紹介する。東大リンクでは
標高差56mに基づく一般相対論効果がわずか10秒程度の信号積算で明瞭に検出された。また、このたび阪大基礎工学棟の屋上と
占部研究室を結ぶGPSケーブル・光ファイバケーブル(新規敷設)を利用して衛星リンクでCa+の絶対周波数測定を
行うことになったため、その紹介と共にとりわけGPSケ-ブルについてこれにどのような受信器や局部発振器を加えると、
どの程度の安定度や確度のマイクロ波周波数標準を基礎工学棟で得られるようになるのかを概説する。

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量子インターフェースセミナー13

日時:2014年8月27日(水)13:30〜

場所:D412(基礎工物性セミナー室)

講演者:Dr Junghee Ryu(Institute of Theoretical Physics and Astrophysics University of Gdansk)

講演タイトル:Operational quasi-probability to refute macroscopic local realism
We propose an operational quasi-probability function for qudits which enables a direct comparison
between quantum and classical statistics. The quasi-probability function becomes
a legitimate probability function, satisfies positive semidefiniteness and normalized to one,
if measurement setups are described by a classical model. Reciprocally, any negativities for some quantum states
indicate a nonclassicality. As a classical model, we consider a local hidden variables
with noninvasive measurability assumed. As a simplest example, we will discuss the nonclassicality
for a single qubit, and suggest an optical experiment. In addition, we will discuss a “quantometer”
to test if a given process is quantum.


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■□■2013年■□■
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量子インターフェースセミナー9

日時:2014年3月19日(水)15:00-16:00

場所:基礎工学棟D408

講演者:山下眞 氏(NTT物性科学基礎研究所)

講演タイトル:光格子中の冷却原子が拓く量子の世界
光格子はレーザー光で作った人工の結晶です。光の干渉を利用しているため光格子は欠陥や
不純物のない理想的な結晶になっています。近年、この光格子の中にナノケルビンの極低温にまで
冷却された原子気体を閉じ込めて、固体物理における多体問題のシミュレーションを行ったり、
さらには量子計算を実行しようとしたりする研究が大きな注目を集めています。
講演では、光格子の原理から始めて、光格子を応用した最近の進んだ実験のいくつかを紹介したいと思います。
また、我々の最新の研究成果である、光格子中の冷却原子を使って量子クラスター状態を作成する
理論提案についても説明する予定です。

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量子インターフェースセミナー8

日時:2014年3月19日(水)13:30-14:30

場所:基礎工学棟D408

講演者:古田 彩 氏(日経サイエンス ライター)

講演タイトル:マスコミの動き方 ―記者は何を考えて取材しているのか
近年,研究のアウトリーチが強く求められるようなり,研究者が記者発表をしたり,
リリースを出したりすることが多くなりました。マスコミに発表するメリットは情報の拡散力の強さを
利用できることですが,記者は研究者の思い通りには動きません。
書いてほしいことは書かないし,言っていないことを書きます。本質とは関係のない質問をたくさんしますし、
自分で勝手に描いたストーリーに当てはめていると感じることも多いと思います。
一体は記者はどうやって科学ニュースを判断し、取材して、書いているのでしょうか。
記者の側から見た科学取材の方法をお話し、記者と研究者のつきあい方を考えます。

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量子インターフェースセミナー6

日時:2014年3月13日(木)13:30-14:30

場所:基礎工学棟D408

講演者:赤松 大輔 氏(産業技術総合研究所 計測標準研究部門 時間周波数科 波長標準研究室)

講演タイトル:光周波数コムによる線幅転送技術を用いた光格子時計の開発
2001年に提案された光格子時計は次世代の秒の定義の有力候補として注目されている。
光格子時計による絶対周波数計測の精度は年々向上し、
現在では秒の定義であるセシウム原子時計の精度により制限されてしまうまでに至った。
そのため、光格子時計自体の精度を評価するには、複数台の光格子時計同士による周波数比較をする必要がある。
産総研では、日本国における標準研究所として早くから光格子時計の研究開発を進め、
Yb[1,2]およびSr光格子時計[3]の開発に成功してきた。産総研の光格子時計の特徴として、
高速制御可能な光周波数コムによる線幅転送技術により比較的簡単に複数台の狭線幅レーザーを用意していることが挙げられる。
本講演では、産総研における光格子時計の特徴を紹介し、それらを用いた時計遷移周波数比の精密計測の結果について述べる[4]。
また、現在開発中のDual光格子時計の現状と展望を述べたい。
[1]T. Kohno et. al., Appl. Phys. Express 2, 072501 (2009).
[2]M. Yasuda et. al., Appl. Phys. Express 5, 102401 (2012).
[3]D. Akamatsu et. al., Appl. Phys. Express 7, 012401 (2014).
[4]D. Akamatsu et.al., submitted.

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量子インターフェースセミナー5

日時:2014年3月12日(水)13:30-14:30

場所:基礎工学棟D412

講演者:森田 邦久(九州大学基幹教育院 教育実践部 准教授)

講演タイトル:科学理論の反証可能性について
「科学が、宗教や疑似科学などの「非科学」と異なるひとつの特徴は、理論に対する反証事例があらわれた際に、
理論を放棄し、 新しい理論を提起することにある」とする「反証主義」と呼ばれる立場がある。
この立場は一見もっともらしいが、必ずしもそうは言えないことを、 いくつかの科学史上の事例を示しながら議論する。
時間があれば、「では、科学と非科学で反証事例への対処がどのように異なるか」についても述べる。

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量子インターフェースセミナー4

日時:2014年3月5日(水)13:30-14:30

場所:基礎工学棟D412

講演者:Vladimir Buzek 教授

所属:Research Center for Quantum Information, Slovak Academy of Sciences, Bratislava

講演タイトル:Quantum observations
In my talk I will outline some epistemological as well as operational problems
associated with the quantum theory of measurement. I will address several topics including:
Basic concepts - Why quantum measurements are so much different from classical observations?
Maximum entropy principle - I will discuss how states of quantum systems can be reconstructed
from incomplete experimental data when meanvalues of a limited number of the system observables
are available from a measurement.
Quantum "clickology" - I will show how information can be extracted from finite-size ensembles of
identically prepared quantum systems. I will discuss the role of resources available in measurement.
In particular, I will present quantum version of the Bayesian inference method.
Recycling of quantum information - I will address a question whether one can extract some useful
information from a quantum system that has already been measured.
Reconstruction of quantum channels - I will also show how quantum channels can be reconstructed
from incomplete experimental data. Compression of quantum information ? if time permits I will briefly
show how classical information can be efficiently compressed and encoded into quantum systems.

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インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会

日時:2013年10月4日(金)16:20−17:50

場所:基礎工学棟A403

講演者:Sahin Kaya Ozdemir, Ph.D.

Dept. of Electrical and Systems Engineering, Washington University, St. Louis, MO 63130 USA

講演タイトル:Controlling the flow of light with parity-time symmetric microcavities
Parity (space-)-time- (PT-) symmetry- an abstract notion and a mathematical
tool in quantum field theory has emerged as a new and powerful tool to design
and fabricate artificial materials (meta-materials) with unique properties
that cannot be found or attained in natural materials having only gain or loss.
PT-symmetric Hamiltonian systems have attracted great interest following the work
of Bender and Boettcher [1] who showed that the eigenvalue spectra of non-Hermitian
Hamiltonians H†≠ H can still be entirely real if they respect PT-symmetry, PTH = HPT.
The interest was further fueled by the first demonstration of PT-symmetry in optics [2].
Systems respecting the PT-symmetry are interpreted as non-isolated physical systems with
carefully balanced loss and gain. When the PT symmetry is broken, such systems undergo
phase transitions which are reflected as the emergence of complex eigenvalues.
In the broken-symmetry phase, such systems are expected to exhibit several striking properties
[3] such as field localization, unidirectional invisibility, enhanced or reduced reflections,
nonreciprocal light transmission, loss induced transparency and co-existing coherent-perfect-absorber
and laser.
Some of these features have been experimentally demonstrated in optical domain using coupled waveguides
with gain and loss. Up to date, all optical experiments have been performed using waveguide structures
with dimensions ranging from a few centimeters to hundreds of meters. In this talk, after giving a brief
introduction to PT-symmetric systems in optics, I will report the first demonstration of PT-symmetry
in on-chip microscale optical resonators [4]. The microresonators belong to a class of optical resonators
referred to as whispering gallery mode microcavities. Using these PT-symmetric microcavities,
I will also show the first observation of nonreciprocal light transmission in the broken PT-symmetry phase
due to enhanced nonlinearity. We envisage PT-symmetric microcavities to play significant role for building
unconventional optical devices to manipulate light and control energy flow.

[1] S. Boettcher, C. M. Bender, Real spectra in non-Hermitian Hamiltonians having PT symmetry.
Phys. Rev. Lett. 80, 5243 (1998). [2] C. E. Ruter, K. G. Makris, R. El-Ganainy, D. N. Christodoulides, M. Segev & D. Kip,
Observation of parity-time symmetry in optics. Nature Phys. 6, 192 (2010).
[3] A. Regensburger, C. Bersch, M.-A. Miri, G. Onishchukov, D. N. Christodoulides & U. Peschel,
Parity-time synthetic photonic lattices. Nature 488, 167 (2012).

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固体物理セミナー (平成25年度 第4回)
 (インタラクティブ物質科学カデットプログラム講演会)


日時:2013年7月19日(金)14:40-16:10

場所:基礎工学部 B103講義室

講師:向井 哲哉 (NTT 物性科学基礎研究所)

題目:原子冷却とその応用「レーザー冷却・ボース凝縮・アトムチップ」

概要:
光は運動量を持つ。然れば、光の吸収・放出を繰り返すことで、原子をほとんど
静止させることができる。1980年代に実現したレーザー冷却技術により、既に終
わりと考えられていた原子分光学が、現在も競争の激しい原子物理学へと変貌を
遂げた。今では冷却原子を用いた研究は、固体物理の難題解決を試みる「量子シ
ミュレーション」から「自然定数の時間依存性の検証」までが議論されるように
発展を続けている。
 この原子冷却技術の黎明期に大学院で研究を始め、希ガス原子の冷却、原子干
渉計の作成[1]、ボース・アインシュタイン凝縮の生成[2]、超伝導アトムチップ
の開発[3-5]と研究を進めてきた講演者の研究紹介を中心に、原子冷却実験につ
いての解説を試みる。原子冷却の実験は、主要な装置のほとんどが手作りに近く、
試行錯誤の連続である。本セミナーでは、完成論文では触れないものの、研究を
推進する上では不可欠であった「試行錯誤」や「失敗」についても光を当てるこ
とで、未知の分野を切り開く研究の心得についても触れてみたい。
[1] Tetsuya Mukai and Fujio Shimizu, "Analysis of a Laser-Cooled Mach-
Zehnder Atom Interferometer", Jpn. J. Appl. Phys, vol. 34, 3298 (1995)
[2] Tetsuya Mukai and Makoto Yamashita, "Efficient rapid production of a
Bose-Einstein condensate by overcoming serious three-body loss",
Phys. Rev. A 70, 013615 (2004)
[3] Tetsuya Mukai, Christoph Hufnagel, Alexander Kasper, T. Meno, A.
Tsukada, K. Semba, and Fujio Shimizu, "Persistent Supercurrent Atom Chip",
Phys. Rev. Lett. 98, 260407 (2007)
[4] Christoph Hufnagel, Tetsuya Mukai, and Fujio Shimizu, "Stability of
a superconductive atom chip with persistent current", Phys. Rev. A 79, 053641 (2009)
[5] Fujio Shimizu, Christoph Hufnagel, and Tetsuya Mukai, "Stable
Neutral Atom Trap with a Thin Superconducting Disc", Phys. Rev. Lett. 103, 253002 (2009)

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カデットプログラム後援セミナー

日時:2013年7月10日(水) 13:30-14:30

場所:大阪大学豊中キャンパス・基礎工学研究科D棟 D404-408 共用セミナー室

講師:Dr. Ruibo Jin(NICT研究員)

題目:Nonclassical interference between independent intrinsically
pure single photons at telecommunication wavelength

要旨:
We demonstrate a Hong-Ou-Mandel interference between two independent,
intrinsically pure, heralded single photons from spontaneous parametric down-conversion (SPDC)
at telecommunication wavelength.
A visibility of 85.5 8.3% was achieved without using any bandpass filter.
Thanks to the group-velocity-matched SPDC
and superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs),
the fourfold coincidence counts are one order
higher than that in the previous experiments.
The combination of bright single-photon sources and SNSPDs
is a crucial step for future practical quantum infocommunication systems at
telecommunication wavelength.


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■□■2012年■□■
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グローバルCOEセミナー

主催:G−COE「物質の量子機能解明と未来型機能材料創出」

共催:科研費・新学術領域研究「量子サイバネティクス」

後援:国立情報学研究所 最先端研究開発支援プログラム

日時:2012年11月19日(月) 17:00-18:00

場所:大阪大学豊中キャンパス・基礎工学研究科 A403講義室

講師:Sahin Kaya Ozdemir, Ph.D.
Dept. of Electrical and Systems Engineering, Washington University,St.
Louis, MO 63130 USA

題目:Harnessing light-matter interactions in plasmonic structures and
whispering gallery resonators

要旨:
 The ability to achieve and control interactions between light and
matter is crucial for realizing many classical and quantum tasks, including
high-performance sensing, metrology, and classical and quantum computing.
Confining light field into a very small volume for a long period of time
enables us to modify such interactions and realize the needed tasks.
Ultra-high-Q resonators and plasmonic structures are capable of
concentrating light in micro- or nano-scale mode volumes, and hence provide
a platform to perform tasks requiring strong light-matter interactions. In
dielectric WGM resonators, photon lifetime can reach hundreds of nanoseconds
in micro-scale mode volumes, whereas in plasmonic structures light
confinement can go scales below the diffraction limit; however, with shorter
photon lifetime. Limitations mainly originate from material losses, and poor
excitation and collection efficiencies, which present challenges, need to be
addressed for high-performance classical and quantum circuits. Understanding
how loss affects classical and quantum properties of light in these
platforms, especially in plasmonic structures, may open a route for
realistic design and fabrication of photonic and plasmonic circuits. This
talk will have two parts. In the first part, I will briefly review WGM
resonators and their applications with an emphasis on detecting and
manipulating nanoscale objects. The second part will be devoted to
plasmonics, especially to the excitation and propagation of surface plasmon
polaritons in metallic waveguides at the single photon level. I will discuss
the effects of losses on these devices and possible strategies to minimize
them, if not to eliminate. I will end the talk with an outlook on future
prospects and challenges.


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■□■2011年■□■
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グローバルCOEセミナー

主催:G−COE「物質の量子機能解明と未来型機能材料創出」

共催:科研費・新学術領域研究「量子サイバネティクス」

後援:国立情報学研究所 最先端研究開発支援プログラム

日時:2011年11月11日(金) 15:00-16:00

場所:大阪大学豊中キャンパス・基礎工学研究科 A403

講師:仙場 浩一 氏  (NTT物性科学基礎研究所 超伝導量子物理研究グループリーダ)

題目:ダイヤモンド・超伝導 ハイブリッド系の量子状態制御

要旨:
 微小ジョセフソン接合を含むアルミニウム超伝導回路を用い
た超伝導量子ビットの特徴は 原子などのミクロな量子系に比べて、
その制御や測定が遙かに容易なこと、cavity QED 実験で必須となる
強結合条件もまた容易に実現できることが挙げられる[1]。これらの
特徴は、この系が制御装置や測定装置に直接同軸ケーブルで繋げられ
るほど多数の原子から成る巨視的量子系であることに起因している。
 量子プロセッサとして期待されている超伝導量子ビットの高い制御
性や強結合に基づく高速量子演算の可能性と、原子分子などの自然な
量子ビットのもつ優れた量子コヒーレンス性との「いいとこ取り」を
目指した ハイブリッド量子系 が近年注目されている。
 本講演では、世界の研究動向にも言及しながら、日本の研究チーム
の最近の取り組み(ダイヤモンドの NV 色中心スピン集団と超伝導磁
束量子ビットを直接強結合させた量子メモリーの原理実験[2])につい
て紹介したい。

[1]「超伝導回路で共振器量子電磁力学実験が可能に!」物理学会誌
p.37-41 Vol.64 No.1(2009) http://ci.nii.ac.jp/naid/110007008193
[2]“Coherent coupling of a superconducting flux qubit to an electron spin ensemble in diamond“,
Xiaobo. Zhu et al., Nature 478, 221-224, doi:10.1038/nature10462


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グローバルCOEセミナー

主催:G−COE「物質の量子機能解明と未来型機能材料創出」

共催:科研費・新学術領域研究「量子サイバネティクス」

後援:国立情報学研究所 最先端研究開発支援プログラム

日時:2011年08月18日(木) 13:00−14:00

場所:大阪大学豊中キャンパス・基礎工学研究科 D408セミナー室

講師:丹治 はるか (NTT物性科学基礎研究所)

題目:冷却原子集団を用いたCavity QEDとその量子情報要素技術への応用

要旨:
 量子情報処理の基礎技術を確立する上では、情報伝達媒体となる光子と情報保持媒
体となる原子などの物質との間に強い相互作用を起こすことが極めて重要です。これ
を実現するための主な方法として、空間的な閉じ込めによる電磁場の増強と、原子集
団の協働的な効果を用いた電磁場との結合が挙げられます。
 電磁場の空間的な閉じ込めにはしばしば共振器が用いられます。共振器中の電磁場
を用いると、原子と強く相互作用する光子の空間および周波数モードの制御が容易で
あるという利点があります。しかし、共振器の安定化や原子の位置の制御などの技術
的な要請を伴います。
 一方で、原子集団の協働的な結合を用いる方法は、共振器に頼ることなく電磁場と
原子集団との結合を強めることができるため、技術的に容易です。また、損失に強い
量子状態を生成することのできる方法としても注目されています。しかし、原子数が
多くなると光学深度が高まるため、光による量子状態の制御が困難になるという問題
点があります。
 私たちは、共振器と原子集団を相補的に利用することにより、安定した強結合を比
較的容易に実現しつつ、原子の量子状態を精密に制御し、量子情報処理の要素技術の
実現を目指しました。
 本講演では、単一光子発生、巨視的な物体同士のもつれ状態の生成、および光子の
偏光状態に対する量子メモリの実験結果をご紹介します。


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グローバルCOEセミナー

日時:2011年4月22日(金)14:40-16:10

場所:基礎工学部 B棟103

講師:A. M. Steinberg 教授(トロント大学)

題目:New Experimental Techniques in Quantum Measurement

要旨:
While quantum measurement remains the central philosophical conundrum of
quantum mechanics, it has recently grown into a respectable (read: experimental!) discipline as well.
New perspectives on measurement have grown out of the new technological possibilities, but also out
of attempts to design systems for quantum information processing, which promise to be exponentially
more powerful than any possible classical computer. I will present several examples of how our current
ideas on quantum measurement go far beyond the usual textbook treatments, using examples from our
entangled-photon and ultracold-atoms laboratories in Toronto. Topics will include weak measurement,
"interaction-free" measurement, Hardy's Paradox, measurement-induced quantum logic, and techniques for
controlling and characterizing the coherence of quantum systems.


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グローバルCOEセミナー

主催:G−COE「物質の量子機能解明と未来型機能材料創出」

共催:科研費・新学術領域研究「量子サイバネティクス」

後援:国立情報学研究所 最先端研究開発支援プログラム

日時:2011年04月12日(火) 13:00−14:00

場所:基礎工学研究科 D232セミナー室

講師:向井 哲哉 (NTT物性科学基礎研究所)

題目:超伝導磁束で捕捉する原子・原子で見る超伝導磁束

要旨:
超伝導永久電流は極めてノイズの少ない電流としてマイクロ磁場トラップの性能向上に役立つことが実証され、
外部自由度まで量子化した原子の全量子的制御や単一モード原子干渉計の開発が視野に入ってきた。このような
超伝導アトムチップの研究において、第2種超伝導体に侵入する磁束の振舞が最近注目を集めている。このよう
な中性原子と超伝導磁束を結合した系について最近の研究を紹介する。


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■□■2010年■□■
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グローバルCOEセミナー [11]

日時:2011年01月28日(金) 16:30−

場所:基礎工学研究科 J棟共用セミナー室

講師:Seth Lloyd 教授 (MIT, USA)

題目:Sending a photon backwards in time

要旨:
Ever since Einstein, physicists have argued about whether time travel is consistent with the laws
of physics, and, if so, how it might be accomplished. This talk presents a new theory of time travel
based on quantum teleportation. Unlike previous theories, the theory can be tested experimentally.
I report on an experimental realization of the `grandfather paradox': we send a photon a few billionths
of a second backwards in time and have it try to `kill' its previous self.


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グローバルCOEセミナー [10]

日時:2011年01月28日(金) 15:30−

場所:基礎工学研究科 J棟共用セミナー室

講師:Seth Lloyd 教授 (MIT, USA)

題目:Quantum transport in biological systems

要旨:
Recent experimental observations have shown that quantum coherence plays an important role
in photosynthetic energy transport. Photosynthetic molecules are large and complex, containing
both regular structures, such as rings of chromophores, and apparently irregular structures.
This talk proposes a general theory of the role of symmetry and asymmetry in quantum transport
in biomolecules. I will show that collective coherent effects, including entanglement, can give rise
to substantial enhancements of excitonic lifetimes and energy transport.


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グローバルCOEセミナー

日時:2011年01月18日(火) 15:00−16:20

場所:基礎工学研究科 D233物性セミナー室(30名程度)

講師:藤原彰夫教授(阪大理学研究科数学教室)

要旨:量子推定理論の基礎から最近の進展までを、やさしく話していただく。

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グローバルCOEセミナー

日時:2010年10月27日(水) 14:40−16:10

場所:基礎工学部 J棟120セミナー室

講師:北野 正雄教授(京都大学工学研究科電子工学専攻)

題目: 「メタマテリアル --- 電磁波制御の新しい手法」

要旨:
 光学やテラヘルツ波、マイクロ波における新概念であるメタマテリアル
の原理とその応用について述べる。特に、カイラル媒質における円偏光無反射
無屈折現象や複合共振系を用いた電磁誘導透明化(EIT)について詳しく述べる。

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■□■2008年■□■
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グローバルCOEセミナー

日時:2009年3月5日(木) 16:30-

場所:Graduate School of Engineering Science, bld. D, 412-414 D棟物性セミ ナー室(D412)

講師:水落 憲和(みずおち のりかず)(筑波大学大学院図書館情報メディア研究科 講師)
JSTさきがけ研究員(革新的次世代デバイスを目指す材料とプロセス)

題目:ダイヤモンド中のNV中心における単一スピンを用いた量子情報処理

要旨:
 ダイヤモンド中のNV中心は、その単一スピンの操作・光検出が可能で、室温でも非
常に長いコヒーレンス時間を持つ等、様々な優れた特徴を持ち、量子情報処理素子へ
の応用が期待されている。最近我々は、単一NV中心の電子スピンと2個の単一13C核ス
ピンから成る2及び3量子ビット系でスピン間の量子もつれの生成を室温で行ってい
た。更なる多量子ビット化やコヒーレンス制御には、結晶中の13C核スピンの影響を
理解することも重要であるが、講演では単一スピンのコヒーレンスの制御及び、13C
濃度を天然存在比(1.1%)から変えた試料を用いてスピン緩和機構を明らかにした最近
の研究についても紹介する

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グローバルCOEセミナー

日時:2009年2月27日(金) 10:30-11:30

場所:Graduate school of Engineering Science D404-408

講師:eremy O'Brien Professor of Physics & Electrical Engineering Centre for Quantum Photonics, University of Bristol

題目:Quantum Information Science with Photons on a Chip

要旨:
We have developed an integrated waveguide approach to photonicquantum circuits [1].
We demonstrate high-fidelity silica-on- silicon integrated optical realizations of
key quantum photonic circuits, including two-photon quantum interference with a
visibility of 94.8(5)%; a controlled-NOT gate with an averagelogical basis fidelity
of 93.3(2)%; and a path entangled state of two photons, relevant to quantum metrology,
with fidelity >92%. We use these devices to demonstrate multi-photon effects relevant to
quantum metrology [2], quantum information processing [3], andquantum measurement [4].
The monolithic nature of these devices means that the correct phase can be stably realized
in what would otherwise be an unstable interferometer, greatly simplifying the task of
implementing sophisticated photonic quantum circuits. We fabricated 100’s of devices
on a single wafer and find that performance across the devices is robust, repeatable and well
understood.
[1] A. Politi, M. J. Cryan, J. G. Rarity, S. Yu, J. L. O’Brien, Science 320, 646 (2008)
[2] T. Nagata, R. Okamoto, J. L. O. Brien, K. Sasaki, S. Takeuchi, Science 316, 726 (2007)
[3] J. L. O’Brien, Science 318, 1567 (2007)
[4] R. Okamoto, J. L. O. Brien, H. F. Hofmann, T. Nagata,K.Sasaki, S. Takeuchi, Science 323, 483 (2009)

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グローバルCOEセミナー

日時:2008年12月11日(金) 11:00-

場所:基礎工学研究科 D棟 共用セミナー室

講師:堀田 昌寛氏(東北大学大学院理学研究科 助教)

題目:量子エネルギーテレポーテーション

要旨:
スピン鎖や量子電磁場などの量子多体系の基底状態には量子もつれ が現れる。
この量子もつれは、局所的エネルギー密度でその特徴を見ることが可能である。
基底状態に対する期待値が零になるように エネルギー密度の原点を定めると、
量子的にもつれた基底状態をもつ量子多体系は、局所的に負エネルギー密度を
もつ励起状態を持つことが示せる。この負エネルギー密度は、量子干渉効果を
用いてある空間部分の量子ゆらぎを局所的に抑制することによって発 生する。
従ってある空間領域では、基底状態の量子ゆらぎは他の状態より高い
エネルギーをもっていることになるが、この差分のエネ ルギーを
情報理論的手法で取り出すプロトコルを提案した。離れた2地点A、Bにおいて
このプロトコルでは、エネルギーを注入しながらA領域のゆらぎを
POVM測定し、その結果をBの古典通信で伝え、B領域のゆらぎに測定結果に
依存したある局所的スクィージング操作を行う。この結果B地点近傍領域から
エネルギーが取り出せることが示せる。

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グローバルCOEセミナー

日時:2008年12月8日(木)15:00-

場所:基礎工学部 A304 講義室

講師: Philip Walther(Assistant Professor, Quantum Optics, Quantum Nanophysics,
Quantum Information Faculty of Physics, University of Vienna, Austria)

題目:Experimental one-way quantum computing

要旨:
Photons have an intrinsic lack of decoherence and are simple to control by
standard off-the-shelf components. Therefore optical qubits are playing an
important role in investigating foundations of quantum information
processing. Furthermore, photonic qubits for quantum computation are
particularly attractive because they could interface to various quantum
communication applications. In recent years, one-way quantum computing has
become an exciting alternative to existing proposals for quantum computers.
In this specific model, coherent quantum information processing is
accomplished via a sequence of single-qubit measurements applied to an
entangled resource known as cluster state. Here we show the experimental
realization of various quantum algorithms on a photonic four-qubit cluster
state, which is generated by means of parametric down-conversion. We were
able to implement simple quantum algorithms, consisting of a few gates.
Among them the so-called Deutsch-Josza algorithm, an important quantum
algorithm that is capable of distinguishing whether a function is constant
or balanced and the implementation of a quantum game known as Prisoner's
Dilemma. Playing such a game is essentially the execution of a quantum
algorithm in which the players can resolve the "dilemma" that occurs in the
classical version of this game. Finally we were able to design
decoherence-free subspaces for cluster states which achieve remarkable
protection from environmentally induced decoherence, delivering nearly ideal
computational outcomes.

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グローバルCOEセミナー

日時:2008年8月28日(木)14:00-

場所:基礎工学研究科 D棟 412号室

講師: Dr. Adam Miranowicz(Adam Mickiewicz University, Poland)

題目:Detection of quantum entanglement via matrices of moments

要旨:
Entanglement criteria for continuous and discrete bipartite quantum states
based on moments of annihilation and creation operators are described by
generalizing the idea of Shchukin-Vogel criterion. If a state is separable,
then the corresponding matrix of moments is separable too. Generalized criteria,
based on the separability properties of the matrix of moments, are thus derived.
In particular, a new criterion based on realignment of moments in the matrix is
proposed as an analogue of the standard realignment criterion for density matrices.
Other inseparability inequalities are obtained by applying positive maps to the matrix
of moments. Usefulness of the generalized Shchukin-Vogel criteria to describe
bipartite-entanglement of more than two modes is demonstrated.

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■□■2007年■□■
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井元研究室セミナー

日時:2007年11月28日(水)10:30-11:30

場所:基礎工学研究科 D棟共用セミナー室 (D404-408)

講師:Mark Simon TAME 

講演者所属:QTeQ | Quantum Technology at Queen's Dept. of Applied Mathematics and Theoretical Physics Queen's University Belfast

題目:Measurement-based QIP with minimal resource graph states,

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固体物理セミナー (平成19年度 第5回)

日時:2007年10月1日(月)16:20-17:50

場所:基礎工学部 C棟共用セミナー室 (C419-423)

講師:Yu-xi Liu 特別研究員 (理化学研究所)

題目:Superconducting Qubits

要旨:Superconducting qubits have long been considered as the most
promising candidates for quantum computing architectures. In our group we
have been carrying out theoretical research on the fundamentals of
superconducting qubits and circuit architectures. I will briefly review
different types of superconducting qubits and explain various
qubit-circuits together with their practical applications. These circuits,
in general, constitute a multilevel system, however as will be
systematically shown we can obtain two-level systems (qubits) from them.
Finally, I will briefly introduce our recent works on superconducting flux
qubits. In particular, (i) the selection rule of ac magnetic flux induced
transitions in superconducting flux-qubit circuits and quantum state
control in the lowest three levels of the system. (ii) The
variable-frequency-controlled in superconducting circuits, and (iii)
scalable quantum computing circuits with flux qubits.

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平成19年度第3回固体物理セミナー

日時:2007年7月9日(月) 16:20-17:50

場所:基礎工学部 Σホール セミナー室T

講師:竹内 繁樹 教授 (北海道大学 電子科学研究所 光システム計測)

題目:量子情報フォトニクス −単一光子操作による新しい世界−

要旨:
私たちは、高い効率で発生させた単一光子や複数光子状態を、光量子ゲート
などを用いてそのタイミング、量子相関を操作することで、古典的な光や
レーザー光とは全く異なる新しい「光の状態」を実現、応用する研究を展開
しています。これにより、光子を用いた量子情報通信処理にブレークスルーを
もたらすだけでなく、古典的な光やレーザー光では不可能であった新しい高感
度計測、光リソグラフィー技術などが期待されています。
本セミナーでは、これらに関する最近の研究成果を紹介します。

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平成19年度第1回固体物理セミナー

日時:2007年6月18日(月) 16:30-17:50

場所:基礎工学部 D棟共用セミナー室(D404-408)

講師:光永 正治 教授 (熊本大学大学院自然科学研究科理学専攻)

題目:4光波パラメトリック増幅

要旨:
光学的パラメトリック過程においては、複数個のモードの光が、ポンプ光の
影響のもと、非線形相互作用により強く結びついているため、増幅や発振と
いったレーザー物理の現象から、スクイージング光、相関光子対の発生に
至るまで、さまざまな興味ある話題を我々に提供してくれる。通常の
パラメトリック過程は、シグナル光とアイドラー光と呼ばれる2光波の成長を
論ずるが、特殊な状況下では、4光波が同時に成長する、4光波
パラメトリック過程が存在し得る。本講演では、気体原子(ナトリウム蒸気)の
場合を例にとり、量子干渉効果とパラメトリック過程の概説より始め、
このような4光波パラメトリック増幅の理論と実験の状況に関して紹介する。

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物性物理工学領域 集中講義

日時:2007年6月18日(月) 3時限 
           19日(火) 2,3,4時限
           20日(火) 2時限

場所:基礎工学部 D棟共用セミナー室(D404-408)

講師:光永 正治 教授 (熊本大学大学院自然科学研究科理学専攻)

題目:気体および固体の量子光学

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■□■2006年■□■
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SORST講演会

日時:2006年12月7日(木) 10:30-12:00

場所:基礎工学研究科 D棟222室

講演者:Onur Hosten

講演者所属:University of Illinois at Urbana-Champaign(Kwiat group)

題名:Counterfactual Computation and the Meaning of Counterfactuality in Quantum Processes

要旨: The logic behind the coherent nature of quantum information processing often deviates from intuitive reasoning, leading to surprising effects. 'Counterfactual computation' (CFC) constitutes a striking example, showing that one can infer the potential outcome from a quantum computer, even if the computer is not run. Relying on similar arguments to 'interaction-free' measurements CFC is accomplished by putting the computer in a superposition of 'running' (|On>) and 'not running' (|Off>) and then interfering the two histories. Conditional on the yet-unknown outcome of the computation, sometimes one can counterfactually infer information about the solution. I will present the first demonstration of CFC, implementing Grover's search algorithm as an example, following an all-optical approach. It was believed that the overall probability of such counterfactual inference is intrinsically limited so that it could not perform better on average than random guesses. However, using a "chained" version of the quantum Zeno effect, I will show how to beat the random guessing limit, and also show that in certain circumstances CFC can eliminate decoherence-induced errors. I will conclude with some of the ongoing debates on the definition of counterfactuality.

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CREST講演会

日時:2006年12月5日(火) 16:20-17:50

場所:基礎工学研究科 G棟G508室

講演者:Michal Horodecki

講演者所属:Institute of Theoretical Physics and Astrophysics,
University of Gdansk, Poland

題名:Negative Information

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21世紀COE講演会

日時:2006年12月4日(月) 16:20-17:50

場所:基礎工学研究科 D棟共用セミナー室 D404-408室

[1]講演者:Michal Horodecki

  講演者所属:Institute of Theoretical Physics and Astrophysics,
  University of Gdansk, Poland

  題目:Unconditionally secure quantum key distribution over channels
  with zero quantum capacity

[2]講演者:Adam Miranowicz

  講演者所属:Adam Mickiewicz University, Poznan, Poland

  題目:Quantum state tomography of optical fields and nuclear spins
  in nano-structures

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21世紀COE講演会

日時:2006年11月24日(金) 14:40-16:10

場所:基礎工学研究科 D棟4階 D412-414室

[1] 講演者:Wenjamin Rosenfeld

  講演者所属:PhD Student, Department for Physics,
  Ludwig-Maximillians-University Munich, D-80797 Munich, Germany

  題名:Atom Photon Entanglement

[2] 講演者:Witlef Wieczorek

  講演者所属:PhD Student, 1. Max-Planck-Institute for Quantum Optics
  2. Department for Physics, Ludwig-Maximillians-University Munich,
  D-80797 Munich, Germany

  題名:Experimental observation of a four photon entangled Dicke state

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■□■2005年■□■
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平成17年度第5回固体物理セミナー

日時:2005年12月6日(火) 13:00-14:30

場所:基礎工学研究科 B303講義室

講師:山下 眞

講演者所属:NTT物性科学基礎研究所 主任研究員(量子光物性研究部部長補佐)

題目:光格子にトラップされた冷却原子気体のモット転移

要旨:
中性原子のBECの作成法の簡単な紹介から、光トラップ・光格子、
さらに超流動ーモット絶縁体転移の実験を解説する。また、講演者が行っている研究
「光格子中のスピンー1の自由度を持った原子気体でのモット転移」の計算結果を紹介する。

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第7回COEナノサイエンスフォーラム

日時:2005年12月6日(火) 14:40−15:20

場所:基礎工学研究科 B302講義室

講演者氏名:山下 眞

講演者所属:NTT物性科学基礎研究所主任研究員(量子光物性研究部部長補佐)

講演題目:2つのスピン−1ボーズ凝縮体の最大エンタングルメント

要旨:
スピンー1BECに内容を絞ってお話しできればと思います。
二重量子井戸ポテンシャル中のスピンー1ボーズ凝縮体のスピン相関を議論して、
さらに最大エンタングルメントを形成させる方法を提案するものです。

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第6回COEナノサイエンス・フォーラム

日時:2005年8月25日(木) 13:00-16:30

場所:基礎工学研究科 C419-423セミナー室

講演者:
[1] Mr. Christian Schmid, DC Student, Max Planck Institute fur Quantum Optics (I)
[2] Elham Kashefi, Postdoctoral Fellow, Institute for Quantum Computing
(University of Waterloo)/Junior Research Fellow,
Christ church College (University of Oxford)(II, III)

要旨:
13:00 I: Four photon Experiments

Four photon experiments in Max Planck Institute for quantum
optics will be reviewed including generation and evaluation of the
4-photon cluster states.

14:00 II:A universal and fault tolerant model with Pauli measurements

One way model (cluster state or measurement based computing) has recently gained
a lot of attention from both practical and theoretical aspects. However most of the existing
analysis are based on translation of a given circuit into this model. In this talk
I present how one can depart from this view by direct manipulation of graph states and
present a new scheme for fault tolerant computing using only Pauli measurements.
(I will not assume any familiarity with measurement based quantum computing and
will review in the first part of the talk, all the required background. )

15:30 III:On quantum sampling and one-way functions

The existence of one-way functions is one of the most important open problems
in classical computation. It is also well- known that one-way functions have applications in
cryptography. In this talk I will present several candidates for Quantum one way functions
based on hardness of quantum sampling. Furthermore I will present the relation between
existence of quantum one-way function and separation between complexity classes
QMA, QCMA and BQP.

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第4回COEナノサイエンス・フォーラム

日時:2005年7月6日(水) 15:30-16:30

場所:基礎工学研究科 D231-233セミナー室

講演者:玉木 潔 (トロント大学、電子及びコンピューター工学科、博士研究員)

題目:「量子クローニングを許しても安全な量子鍵配送プロトコル」

要旨:
In this talk, we show a counter-example to a naive belief that the security of QKD
is based on no-cloning theorem. The example is shown by explicitly proving that
one can indeed generate an unconditionally secure key from Alice's two-photon
emission part in so-called SARG04 protocol proposed by V. Scarani et al., in 2004.
This protocol uses the same four states and measurements as in BB84 and
differs only in the classical post-processing protocol. It is, thus, interesting to see
how the classical post-processing of quantum key distribution might qualitatively change
its security. I will talk how SARG04 works and give an overview of its unconditional
security proof.

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第2回COEナノサイエンス・フォーラム

日時:2005年4月25日(月) 14:40-16:10

場所:基礎工学研究科 D412セミナー室

講演者:川口 晃 (NTT物性科学基礎研究所・特別研究員)

題目:「密度行列繰り込み群を用いた量子コンピューティングのシミュレーション」

要旨:
密度行列繰り込み群(DMRG)は一次元量子多体系の基底エネルギーなどを高速に高い精度で
求めるための数値計算法である。本研究ではこれを量子回路のシミュレーションに適用し、
量子計算をなるべく効率よく古典計算でシミュレートすることを試みる。古典計算がどこまで
量子計算に迫れるかは解明されていないので、一つの実際的な試みである。講演では
シミュレーションの結果を紹介するとともに、かかった計算量について議論する。

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阪大21世紀COE講演会

日時:2005年2月17日(木) 13:30-14:30

場所:基礎工学研究科 D412セミナー室

講演者:Dr. Adam Miranowicz
(Faculty of Physics, Adam Mickiewicz University, Poznan, Poland)

題目:"Counterintuitive results on entanglement
    and nonlocality of two-qubit mixed states"

要旨:
Quantum entanglement is a key resource for quantum information processing but
still its mathematical description is far from completeness. The talk will be devoted to
inconsistent results on quantifying the entanglement and nonlocality of two-qubit
mixed states by standard measures including: the entanglement of formation, the PPT
entanglement cost, geometric measures of entanglement, as well as a degree of
violation of the Bell inequality. It is usually assumed that if one state is more entangled
then the other for one measure than it also must be for all other measures. Violation
of this assumption will be demonstrated for simple physical processes. Moreover, it will be
shown that two-qubit mixed states can be more entangled than two-qubit pure states for
a given value the PPT entanglement cost.

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■□■2004年■□■
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阪大21世紀COE講演会

日時:2004年12月8日(水) 13:30-14:30

場所:基礎工学研究科 D412セミナー室

講演者:森越 文明 (NTT物性科学基礎研究所 研究員)

題目:"Thermodynamical detection of entanglement by Maxwell's demons"

要旨:
Entanglement is an indispensable resource for quantum information processing. Besides
information processing, what kind of physical processes can exploit entanglement?
In this talk, we will show that we can extract more work from a heat bath via entangled
states than via classically correlated ones in a specific thermodynamical scenario.
In other words, two demons sharing correlated systems can detect entanglement by
local operations and classical communication.

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