Waveguide quantum electrodynamics on superconducting circuits and its applications

• Project/Area Number: 22H04937
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section B
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 泰信 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90524083)
• Project Period (FY): 2022-04-27 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥192,790,000 (Direct Cost: ¥148,300,000、Indirect Cost: ¥44,490,000); Fiscal Year 2024: ¥44,850,000 (Direct Cost: ¥34,500,000、Indirect Cost: ¥10,350,000); Fiscal Year 2023: ¥45,760,000 (Direct Cost: ¥35,200,000、Indirect Cost: ¥10,560,000); Fiscal Year 2022: ¥39,000,000 (Direct Cost: ¥30,000,000、Indirect Cost: ¥9,000,000)
• Keywords: 超伝導量子回路 / 回路量子電磁力学 / マイクロ波 / 量子光学

Outline of Research at the Start

伝送線路上の伝搬モードの量子状態を取り扱う導波路量子電磁力学（waveguide QED）の分野に関わる研究を行う。超伝導量子ビット・共振器・伝送線路などを組み合わせて、マイクロ波伝搬モードに対する新たな量子状態制御・観測手法を開発し、量子情報処理や量子センシングへの応用可能性を探る。超伝導量子ビットの強い非線形性は、共振器中や伝送線路上で、単一光子状態や真空スクイージング状態、シュレーディンガーの猫状態などのマイクロ波非古典状態の生成や測定を可能にし、さらに複数のモード間での相互作用も司って量子もつれ制御や評価も可能にする。