Realization of several-qubit quantum register by fabrication of nanoscale-array of NV centers in diamond
Project/Area Number |
26246001
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Research Field |
Nanostructural physics
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
ISOYA Junichi 筑波大学, 図書館情報メディア系(名誉教授), 名誉教授 (60011756)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷井 孝至 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339708)
小野田 忍 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (30414569)
寺地 徳之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (50332747)
川原田 洋 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90161380)
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Research Collaborator |
SUMIYA Hitoshi 住友電気工業株式会社, アドバンストマテリアル研究所, 技師長/フェロー
Fedor Jelezko ウルム大学, 量子光学研究室, 教授
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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Budget Amount *help |
¥40,300,000 (Direct Cost: ¥31,000,000、Indirect Cost: ¥9,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2015: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000)
Fiscal Year 2014: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
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Keywords | ダイヤモンド / 量子レジスタ / 量子センシング / 離散的時間結晶 / ナノNMR / HOM量子干渉 / 動的核分極 / イオン注入 / NVセンタ / EBリソグラフィ / 時間結晶 / 量子コンピューティング / 量子センサ / スピンエレクトロニクス / ナノエレクトロニクス / NVセンター / 量子コンピュータ / CPT / 国際研究者交流 / ドイツ |
Outline of Final Research Achievements |
Firstly, we have developed fabrication methods of introducing strong mutual interactions into NV centers which have excellent properties as quantum spins at room temperature. By implanting molecular nitrogen ions through masks with regularly arranged nano-holes, multi-NV centers having the distances of ~13nm have been fabricated as regular arrays. By fabricating a three-dimensional ensemble of NV centers of an average distance of ~5 nm, the creation of the discrete time crystal has been experimentally demonstrated. Secondly, nano-hole implantation has been applied for fabricating regular array of quantum sensors of shallow single NV centers. In nano-NMR, by combining high field measurements, quantum algorisms, and high-quality HPHT crystal, high resolution detecting chemical shift has been achieved for samples of ultra-micro quantity. By the growth of high quality CVD crystals, the generation of indistinguishable single photons from separate SiV- centers has been demonstrated.
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Report
(4 results)
Research Products
(76 results)
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[Journal Article] Observation of discrete time-crystalline order in a disordered dipolar many-body system2017
Author(s)
Soonwon Choi, Joonhee Choi, Renate Landig, Georg Kucsko, Hengyun Zhou, Junichi Isoya, Fedor Jelezko, Shinobu Onoda, Hitoshi Sumiya, Vedika Khemani, Curt von Keyserlingk, Norman Y. Yao, Eugene Demler and Mikhail D. Lukin
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Journal Title
Nature
Volume: 543
Issue: 7644
Pages: 221-225
DOI
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[Journal Article] Depolarization dynamics in a strongly interacting solid-state spin ensemble2017
Author(s)
Joonhee Choi, Soonwon Choi, Georg Kucsko, Peter C. Maurer, Brendan J. Shields, Hitoshi Sumiya, Shinobu Onoda, Junichi Isoya, Eugene Demler, Fedor Jelezko, Norman Y. Yao, and Mikhail D. Lukin
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 118
Issue: 9
Pages: 093601-093601
DOI
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[Journal Article] Towards a spin-ensemble quantum memory for quantum qubits2016
Author(s)
Cecile Grezes, Yuimaru Kubo, Brian Julsgaard, Takahide Umeda, Junichi Isoya, Hitoshi Sumiya, Hiroshi Abe, Shinobu Onoda, Takeshi Ohshima, Kazuo Nakamura, Igor Diniz, Alexia Auffeves, Vincent Jacques, Jean-Francois Roch, Denis Vion, Daniel Esteve, Klaus Moelmer, Patrice Bertet
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Journal Title
Comptes Rendus Physique
Volume: 17
Pages: 693-704
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Nabeel Aslam, Matthias Pfender, Rainer Stoehr, Philipp Neumann, Marc Scheffler, Hitoshi Sumiya, Hiroshi Abe, Shinobu Onoda, Takeshi Ohshima, Junichi Isoya, and Joerg Wrachtrup
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Rev. Sci. Instrum.
Volume: 86
Issue: 6
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Phys. Rev. A
Volume: 92
Issue: 2
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[Journal Article] Optically induced dynamic nuclear spin polarization in diamond2015
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Jochen Scheuer, Ilai Schwartz, Qiong Chen, David Schulze-Suenninghausen, Patrick Carl, Peter Hoefer, Alexander Retzker, Hitoshi Sumiya, Junichi Isoya, Burkhard Luy, Martin B. Plenio, Boris Naydenov and Fedor Jelezko
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Phys. Status Solidi A
Volume: 212
Issue: 11
Pages: 2365-2384
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Volume: 113
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Nature Commun.
Volume: 557
Issue: 1
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Syuto Tamura, Godai Koike, Akira Komatsubara, Tokuyuki Teraji, Shinobu Onoda, Liam P. McGuinness, Lachlan Rogers, Boris Naydenov, E. Wu, Liu Yan, Fedor Jelezko, Takeshi Ohshima, Junichi Isoya, Takahiro Shinada, and Takashi Tanii
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Journal Title
Appl. Phys. Express.
Volume: 7
Issue: 11
Pages: 115201-115201
DOI
NAID
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[Journal Article] Isotopic identification of engineered nitrogen-vacancy spin qubits in ultrapure diamond2014
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T. Yamamoto, S. Onoda, T. Ohshima, T. Teraji, K. Watanabe, S. Koizumi, T. Umeda, L. P. McGuinness, C. Muller, B. Naydenov, F. Dolde, H. Fedder, J. Honert, M. L. Markham, D. J. Twitchen, J. Wrachtrup, F. Jelezko, and J. Isoya
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Phys. Rev. B
Volume: 90
Issue: 8
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[Presentation] 浅い単一 NV センターの規則的配列を用いた表面の水素核スピンの検出2017
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福田諒介, 東又格, 岡田拓真, 加賀美理沙, 寺地徳之, 小野田忍, 春山盛善, 山田圭介, ,稲葉優文, 山野楓, P.Balasubramanian, F.Stuener, S.Schmitt, L.McGuinness, F.Jelezko, 大島武, 品田高宏, 川原田洋, 加田渉, 花泉修, 磯谷順一, 谷井孝至
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第64回応用物理学会春季学術講演会
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パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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2017-03-14
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第64回応用物理学会春季学術講演会
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パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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2017-03-14
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東又格, 岡田拓真, 加賀美理沙, 寺地徳之, 小野田忍, 春山盛善, 山田圭介, ,稲葉優文, 山野楓, P.Balasubramanian, F.Stuener, S.Schmitt, L.McGuinness, F.Jelezko, 大島武, 品田高宏, 川原田洋, 加田渉, 花泉修, 磯谷順一, 谷井孝至
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第30回 ダイヤモンドシンポジウム
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東京大学駒場リサーチキャンパス(東京都目黒区)
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2016-11-16
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加賀美理沙, 東又格, 岡田拓真, 寺地徳之, 小野田忍, 春山盛善, 大島武, 品田高宏, 加田渉, 花泉修, 磯谷順一, 谷井 孝至
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第77回応用物理学会秋季学術講演会
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朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
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2016-09-13
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岡田拓真, 東又格, 加賀美理沙, 寺地徳之, 小野田忍, 山田圭介, 春山盛善, 稲葉優文, 山野颯, P.i Balasubramanian, B. Naydenov, L. McGuinness, F. Jelezko, 大島武, 品田高宏, 川原田洋, 加田渉, 花泉修, 磯谷順一, 谷井 孝至
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第77回応用物理学会秋季学術講演会
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朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
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2016-09-13
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東又格, 岡田拓真, 加賀美理沙, 寺地徳之, 小野田忍, 春山盛善, 山田圭介, 稲葉優文, 山野颯, P. Balasubramanian, L. P McGuinness, B. Naydenov, F. Jelezko, 大島武, 品田高宏, 川原田洋, 加田渉, 花泉修, 磯谷順一, 谷井孝至
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第77回応用物理学会秋季学術講演会
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朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
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2016-09-13
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The 67th Diamond Conference
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University of Warwick, Coventory, United Kingdom
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2016-07-11
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第63回応用物理学会春季学術講演会
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第63回応用物理学会春季学術講演会
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東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
Year and Date
2016-03-19
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第29回ダイヤモンドシンポジウム
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東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
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2015-11-17
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Kagawa International Conference Hall(香川県高松市)
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2015-08-05
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第28回ダイヤモンドシンポジウム
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東京電機大学東京千住キャンパス(東京都)
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2014-11-19 – 2014-11-21
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第75回応用物理学会秋季学術講演会
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北海道大学札幌キャンパス(北海道)
Year and Date
2014-09-17 – 2014-09-20
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