KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 30398424

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1. 高強度な非線形量子シリコンフォトニクスに向けた、波長2.2μm帯非線形量子干渉実験

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関	香川大学
研究代表者	小野貴史香川大学, 創造工学部, 助教
研究期間 (年度)	2024-04-01 – 2027-03-31交付
キーワード	量子シリコンフォトニクス / 非線形光学 / 中赤外光
研究開始時の研究の概要	シリコンフォトニクスは，その高い拡張性と制御性，そしてCMOS技術との適合性から，大規模な量子情報処理を実装するためのプラットフォームとして期待されている．しかし，通信波長帯域では光強度が高くなると，2光子吸収による光損失が発生するという問題がある．本研究では，2光子吸収の問題が生じない中赤外領域で ...

2. 遠赤外波長帯における超伝導光子検出器の創出

研究課題

研究種目	挑戦的研究(開拓)
審査区分	中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	山下太郎東北大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2023-06-30 – 2026-03-31交付
キーワード	超伝導薄膜 / 光子検出器 / 遠赤外帯域 / 超伝導 / 薄膜 / 遠赤外
研究開始時の研究の概要	本研究では、遠赤外波長帯の単一光子を検出可能な超伝導光子検出器（Far-infrared superconducting single-photon detector; FI-SSPD）の実現を目指す。光と電波の中間に位置する遠赤外波長帯は、物性物理や生命科学等の幅広い分野の進展の鍵を握る波長帯だが ...
研究実績の概要	初年度として、遠赤外光子検出に重要となるサブmeV超伝導ギャップの実現に向け、MgO基板上にエピタキシャル成長可能なNbN薄膜の成膜条件探索を行った。その結果、膜厚5nmで約13Kの転移温度が得られた他、成膜時の窒素分圧の調整によりサブmeVギャップを示すNbN膜の作製に成功した。また、優れたMgO ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件うち国際学会 1件、招待講演 1件) 備考 (1件)

3. 超伝導単一光子検出素子の集積化によるオンチップ量子光学回路の実現

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関	国立研究開発法人情報通信研究機構
研究代表者	三木茂人国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 主任研究員
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31完了
キーワード	超伝導光子検出器 / 量子光学回路 / 超伝導単一光子検出器 / 超伝導論理回路 / 超伝導単一磁束量子回路
研究開始時の研究の概要	量子情報通信技術の本格的な応用展開において重要な命題となる量子光学系の小型化および低損失化を実現するため、高性能光子検出器・光機能素子・及び高時間分解後段信号処理回路を一つのチップに集約するオンチップ量子光学回路の開発を行う。高検出効率・低タイミングジッタを有する導波路結合型超伝導単一光子検出器、シ ...
研究成果の概要	導波路結合型超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(WG-SSPD)を開発し、Si導波路上に集積化されたWG-SSPDを用いたオンチップ量子干渉計によってオンチップ上での光子干渉観測に成功した。また、量子光学回路(QPC)の後段信号処理としてQPC用超伝導単一磁束量子(SFQ)回路の開発および動作実証を実施 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (4件うち査読あり 4件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件うち国際学会 4件、招待講演 9件)

4. 量子測定で拓く多体量子システム

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関	大阪大学
研究代表者	井元信之大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31完了
キーワード	量子情報 / 量子測定 / 量子テレポーテーション / 光量子情報処理 / 超伝導光子検出器 / イオントラップ / 量子周波数変換 / 原子トラップ / 量子光学 / 量子エレクトロニクス / 量子情報処理 / 弱値 / 量子光工学 / 超伝導素子 / 量子通信 / 光通信 / エンタングルメント / 多体量子系 / 波長変換 / 超伝導光検出器
研究成果の概要	系に対する量子測定の作用を利用する新奇な多体量子状態生成・制御・評価を行った。(1)周波数変換付き単一光子検出器を用いた量子メモリの書き込み読み出し、(2)高時間分解超伝導光子検出器を用いた非同期光子多光子干渉、および(3)「弱値」の新しい使い道の提案と実証である。(1)は多体Rb原子やCaイオンが ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (34件うち国際共著 16件、査読あり 32件、オープンアクセス 13件、謝辞記載あり 10件) 学会発表 (51件うち国際学会 30件、招待講演 12件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

5. 大規模SSPDアレイによるシングルフォトンイメージング技術の創出

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	電子デバイス・電子機器
研究機関	国立研究開発法人情報通信研究機構
研究代表者	寺井弘高国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 上席研究員
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	電子デバイス / 光子検出器 / 超伝導集積回路 / 単一光子検出器 / 超伝導ディジタル回路 / 読み出し信号処理 / モノリシック集積化 / 超伝導検出器 / 超伝導材料・素子 / 電子デバイス・機器 / 超精密計測 / 信号処理 / 超伝導単一光子検出器 / 超伝導単一磁束量子論理回路 / 大規模アレイ / 単一磁束量子論理回路
研究成果の概要	可視から赤外の波長領域で光子計数が可能な究極の感度を持つイメージセンサの実現を目指して、超伝導単一光子検出器（SSPD）の大規模アレイ化に向けた基盤技術を開発した。単一磁束量子（SFQ）回路を用いて光子を検出したピクセルのアドレス情報をディジタル信号として出力するエンコーダ回路を設計・評価し、64ピ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (31件うち国際学会 18件、招待講演 6件) 産業財産権 (1件)

6. 超伝導単一光子検出器の超高性能化と量子情報通信への適用による新規パラダイムの創出

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	光工学・光量子科学
研究機関	国立研究開発法人情報通信研究機構
研究代表者	三木茂人国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所ナノICT研究室, 主任研究員
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2016-03-31完了
キーワード	光子検出器 / 量子光学 / 超伝導デバイス / 超伝導材料・素子 / 量子エレクトロニクス
研究成果の概要	本研究では、超伝導単一光子検出器(SSPD)の性能向上を目指した開発を実施し、通信波長帯において検出効率70%以上、暗計数率100カウント/秒、タイミングジッタ70psの達成や、SSPDアレイの実現による従来比10倍以上の高速化など、従来技術では達成し得ない領域まで進化させることに成功した。また、S ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件うち査読あり 9件、オープンアクセス 3件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件うち国際学会 5件、招待講演 7件) 産業財産権 (1件)

7. 百万画素サブミクロン分解能中性子ラジオグラフィのための固体超伝導検出器システム

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
研究分野	原子力学
研究機関	大阪府立大学
研究代表者	石田武和大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授
研究期間 (年度)	2011-04-01 – 2016-03-31完了
キーワード	中性子 / ラジオグラフィ / MgB2超伝導体 / 単一磁束量子素子 / 遅延時間型超伝導検出器 / ギンツブルク・ランダウ理論 / Nb超伝導体 / ボロン１０ / 超伝導中性子検出器 / 超伝導材料・素子 / 中性子イメージング / マイクロ・ナノデバイス / Nb集積回路 / 単一磁束量子SFQ / 中性子検出 / 原子力エネルギー / 単一磁束量子回路 / モノリシックチップ / 位相すべり / 中性子検出器 / 超伝導検出器 / ラジオグラフィー / イメージング / 運動インダクタンス / ４K動作 / MBE成膜装置 / 尤度判定回路 / 運動インダクタンス変化法
研究成果の概要	直列接続の電流バイアス運動インダクタンス検出器（CB-KID）の各CH出力から中性子飛来番地をエンコードするSFQ回路を完成し動作を確認した。さらに、X1000CH、Y1000CHの100万画素配列とSFQ読出回路の中性子イメージングチップを完成させたが、J-PARCの過大ノイズ環境では回路が動作せ ...
検証結果 (区分)	A
評価結果 (区分)	A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

この課題の研究成果物	雑誌論文 (62件うち査読あり 62件、謝辞記載あり 7件) 学会発表 (207件うち国際学会 25件、招待講演 13件) 備考 (4件) 産業財産権 (2件うち外国 1件)

8. 高温・高速・高感度動作を実現する単一光子検出器に関する研究

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
研究分野	計測工学
研究機関	近畿大学
研究代表者	楠正暢近畿大学, 生物理工学部, 教授
研究期間 (年度)	2009 – 2011完了
キーワード	センシングデバイス / 単一光子検出 / 高温超伝導 / ナノワイヤー / ナノワイヤ
研究概要	量子暗号通信のキーデバイスである単一光子検出器として、高温超伝導体でナノワイヤーを実現するための要素技術についての研究を行った。高温超伝導材料にはYBa_2Cu_3O_y(YBCO)を用いて実験を行い、Pt/Auのキャップ層を持つYBCO膜で、250回折り返された、全長約25mm、幅200nmのメア ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (9件うち査読あり 9件) 学会発表 (20件) 備考 (1件)

9. 単一磁束量子ディジタル信号処理による超伝導ナノワイア光子検出器高性能化の研究

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	電子デバイス・電子機器
研究機関	独立行政法人情報通信研究機構
研究代表者	寺井弘高独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, 主任研究員
研究期間 (年度)	2008 – 2010完了
キーワード	電子デバイス / 集積回路 / 超伝導光子検出器 / 超伝導 / 光子検出器 / ナノワイア / 単一磁束量子論理回路 / ディジタル信号処理
研究概要	超伝導単一光子検出器(SSPD)アレーを実現するために、単一磁束量子(SFQ)による信号処理を提案し、SSPDとSFQ回路を実際に接続して性能評価を行った。SSPDの出力信号からSFQパルスへの変換動作が10-5以下のエラーレートで行われていることを確認し、SFQ読み出し回路を接続することによる、S ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (8件うち査読あり 8件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

10. 超伝導MgB_2薄膜を用いた中性子検出器の研究開発

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	原子力学
研究機関	大阪府立大学
研究代表者	三木茂人大阪府立大, 工学系研, 研究員
研究期間 (年度)	2005完了