| Project/Area Number |
22K14589
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 29010:Applied physical properties-related
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
|
|---|
| Keywords | 強磁性マグノン / 量子光学 / 波長変換器 / 磁気光学 / マグノン / 角運動量 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
高効率な光－マイクロ波波長変換器は、全く異なる周波数（エネルギー）を持つ光子間での量子情報のやりとりを可能にする。特に、複数の希釈冷凍機内に設置されている超伝導量子ビット間を繋ぐことを可能にする重要な物理系であり、それらを用いた量子インターネットの構築が期待されている。しかし、未だその実現には至っていない。そこで本研究では、我々がこれまで世界に先駆けて原理実証を行ってきた強磁性マグノンを用いて、それを保持する強磁性体の構造を円盤状薄膜にすることにより、高効率な光－マイクロ波波長変換器の創出を目指す。
|
| Outline of Final Research Achievements |
Highly efficient optical-microwave wavelength converters enable the exchange of quantum information between photons with completely different frequencies (energies). In particular, it is an essential physical system that makes it possible to connect superconducting qubits installed in multiple dilution refrigerators, and it is expected that the quantum Internet will be constructed using them. In this study, we aim to create a highly efficient optical-microwave wavelength converter using ferromagnetic magnons, which we have pioneered and demonstrated in principle, and a disk-shaped thin film structure of the ferromagnetic material that holds them. As a result of this study, we established a fabrication technique for disk-shaped ferromagnetic single crystals. We evaluated the magnon and optical properties in the sample.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年急速に進展している超伝導量子ビットを用いた量子計算機開発は、全て希釈冷凍機内約10 mKの環境下で実施されている。それはマイクロ波の周波数帯を持つ超伝導量子ビットの量子状態が熱ノイズで乱されることを防ぐための措置である。一方、光周波数の光子のエネルギーは、マイクロ波光子に比べ5桁大きく、常温300 Kの熱ノイズ下においても全く乱されないという特長を持つ。加えて、光ファイバーの伝搬損失が非常に小さいことから、長距離情報伝送も可能となる。そのため、マイクロ波－光間での高効率波長変換器の開発は、異なる希釈冷凍機間での量子情報のやりとりを可能にし、量子インターネットの構築に寄与する。
|
