次世代axion実験のための超伝導量子ビットを用いた単一光子検出と周波数変調の実証

• Project/Area Number: 23K25878
• Project/Area Number (Other): 23H01182 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 新田 龍海 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 特任助教 (60962371)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 陳 詩遠 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 特任助教 (60953651)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2023: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
• Keywords: 暗黒物質 / アクシオン / 超伝導量子ビット / 量子センサー

Outline of Research at the Start

アクシオンは最も有望な暗黒物質候補の一つである。しかしながら、アクシオンは標準模型粒子との結合が微弱(典型的な実験セットアップで真空のゆらぎに匹敵)であるため、未だに理論的に有望な質量領域を1%も探索できていない。一方、量子コンピュータの分野では、近年の開発競争により超伝導量子ビットを用いた超低ノイズの量子操作・読み出し技術が飛躍的に進展している。本研究課題では、超伝導量子ビットを暗黒物質探索に適用し、劇的な感度向上をもたらすことを実証する。