Quantum advantage of the thermal engine with the quantum entanglement

Planned Research

Project Area	Pioneering and realizing innovative methods to improve the efficiency of energy generation/utilization through quantum effects
Project/Area Number	24H00832
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	野口篤史国立研究開発法人理化学研究所, 量子コンピュータ研究センター, チームディレクター (60761525)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥70,720,000 (Direct Cost: ¥54,400,000、Indirect Cost: ¥16,320,000) Fiscal Year 2025: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000) Fiscal Year 2024: ¥34,450,000 (Direct Cost: ¥26,500,000、Indirect Cost: ¥7,950,000)
Keywords	超伝導量子回路 / 量子エレクトロニクス / 量子技術 / 量子熱機関 / 量子加速
Outline of Research at the Start	超伝導量子回路は、高精度に制御・測定が可能な量子系として、情報熱力学のプラットフォームとして着目されてきた。この特徴を活かし、その集積性と高精度制御技術をさらに発展させることで、複数の量子ビットが協調して動作する量子熱機関を構成する。また、協調的に相互作用する多数量子ビット系に現れるDicke状態と呼ばれる量子もつれ状態の生成を行う。この状態は超放射・超吸収と呼ばれるコヒーレンスによってダイナミクスが加速される特徴を持っている。この加速を観測するとともに、熱浴との相互作用に対してこの加速効果を適用することで、量子熱機関の量子加速を実証する。