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量子情報処理アーキテクチャーにおける誤り特性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 09F09770
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field 原子・分子・量子エレクトロニクス
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

根本 香絵  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) EVERITT MarkStanley  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 外国人特別研究員
EVERITT Mark Stanly  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2011: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2010: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords応用光学・量子電子 / 量子エレクトロニクス / 量子コンピュータ
Research Abstract

これまでの研究をもとに、主に超伝導量子ビットと、ダイヤモンドNV中心のアンサンブル系の合成系を解析できるように解析系の拡張を行った。NTTの実験グループと議論を重ねて、ダイヤモンドNV中心のアンサンブルと超伝導量子ビットの相互作用を解析できるよう準備し、実験系をモデル化して数値的に解析を行った。ダイヤモンドNV中心のアンサンブルと超伝導量子ビット間での量子的な相互作用の実証はこれまでに例がなく、理論的な解析が特に重要となった。特にNV中心と量子ビット間の相互作用は大変小さく、そのためアンサンブル中のNV中心の数は巨大になる。このアンサンブルが量子ビットとして機能する条件を理論的に整理した。理論的な議論から数値計算に適する正確なモデルを構築することが重要で、モデルに工夫をするなどして数値計算が行えるよう配慮した。超伝導量子ビットとアンサンブル量子ビット間のコヒーレントな相互作用によって、超伝導量子ビットに励起された単一量子を2体間でやりとりする過程を解析した。
さらにダイヤモンドNVセンターの性質や相互作用の解析などを統合して、理論的な議論を進めた結果、これらは実験結果と一致した。この物理過程は、量子メモリーやクラスター状態生成などの量子情報処理のための素子に応用でき、ダイナミクスについての理解は誤り特性の決定に必須である。また、本研究によりダイヤモンドNVセンターの量子的な性質の理解が深まり、今後ダイヤモンドNVセンターを量子情報素子へと応用する場合に重要な知見が得られた。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Quantum measurements of atoms using cavity QED2011

    • Author(s)
      Adetunmise C.Dada, Erika Andersson, Martin L.Jones, Vivien M.Kendon, Mark S.Everitt
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 83(4) Issue: 4

    • DOI

      10.1103/physreva.83.042339

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coherent coupling of a superconducting flux qubit to an electron spin ensemble in diamond2011

    • Author(s)
      Xiaobo Zhu, Shiro Saito, Alexander Kemp, Kosuke Kakuyanagi, Shin-ichi Karimoto, Hayato Nakano, William J.Munro, Tasuhiro Tokura, Mark S.Everitt, Kae Nemoto, Makoto Kasu, Norikazu Mizuochi, Kouichi Semba
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 478(7368) Issue: 7368 Pages: 221-224

    • DOI

      10.1038/nature10462

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creating and observing N-partite entanglement with atoms2011

    • Author(s)
      M S Everitt
    • Journal Title

      Journal of Physics B : Atomic, Molecular and Optical Physics

      Volume: 44 Pages: 35504-35504

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Universal Continuous Variable Quantum Comptation in the Micromaser2010

    • Author(s)
      R C Wanger
    • Journal Title

      Conference Proceedings for UC10

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Hybrid Quantum Devices2011

    • Author(s)
      Mark Everitt
    • Organizer
      NII湘南会議
    • Place of Presentation
      湘南国際村センター(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Photonic qubit logic in multi-mode cavities2011

    • Author(s)
      Mark Everitt
    • Organizer
      14^<th> Workshop on Quantum Information Processing
    • Place of Presentation
      The Capella, Sentosa, Singapore
    • Year and Date
      2011-01-11
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Photonic qubit logic in multi-mode cavities2010

    • Author(s)
      Mark Everitt
    • Organizer
      10^<th> Asian Conference on Quantum Information Science (AQIS 2010)
    • Place of Presentation
      University of Tokyo, Hongo Campus
    • Year and Date
      2010-08-30
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.qis.ex.nii.ac.jp/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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