2019 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Science of hybrid quantum systems |
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15H05870
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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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 (80370104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江藤 幹雄 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00221812)
松崎 雄一郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10618911)
森 伸也 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70239614)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 量子輸送 / 量子ドット / ハイブリッド量子系 / 量子エレクトロニクス / テラヘルツ / 量子協同現象 / 量子シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、ファンデルワールス(vdW)ヘテロ構造デバイスの電子輸送シミュレーション、乱層グラフェンのモンテカルロ・シミュレーション、熱輸送モンテカルロ・シミュレーション、赤外光検出器のデバイスシミュレーションを行い、実験結果の解析などを行った。黒リン/InSe vdWヘテロ接合電界効果トランジスタの特異な電流電圧特性を明らかにした。また、乱層グラフェンのモンテカルロ・シミュレーションを行い、大阪大学の小林・根岸グループの測定結果を解析し、遮蔽効果が電子移動度・ドリフト速度に与える影響を定量的に評価した。
量子技術での応用では、特にcapacitively-shunted superconducting flux qubit(CSFQ)を用いた量子アニーリング（QA）の実装法の理論提案で成果があった。QAは、従来の手法の実装上の課題となっている量子ビット間の極めて強い相互作用の要請に対して、spin lock型のQAと呼ばれる、これまでNMR分野で議論されてきた手法を用いることを検討した。本手法では、結合定数の弱いCSFQでも高精度のQAが可能であることを数値計算により示した。CSFQはコヒーレンス時間が長いために、QAの高速化にも貢献すると考えられる。また、ハイブリッド量子系全体の振る舞いである協同現象に関する解析を進め、励起子輸送への応用を多角的に検討した。さらに、多様なハイブリッド量子系をデザインし、その特異な性質を解析した。
電子・フォトンのハイブリッド系として、量子ドットにTHz光を照射したときの光電流の基礎物性を調べた。並列２重量子ドットにおいて、磁場下でのアハラノフ・ボーム効果が光電流に現れること、このとき２端子系で電子の位相測定が可能であることを見出した。電子・フォノンのハイブリッド系として、カーボンナノチューブ上に作製される直列２重量子ドットの輸送特性を調べ、フランク・コンドン効果の観測方法を提案した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
(1)NII Open House 2019「量子情報技術を支える誤り訂正＋電荷・スピンをめぐるハイブリッド量子科学」(2019.May.31-Jun.1), (2)NII Open House 2020「量子の世界に潜むスケールフリーネットワーク」(2020.Jun.12-13), (3)International Workshop:FQST2020(2020.Feb.3-6)
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Research Products
(128 results)
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[Journal Article] Ergodic-localized junctions in periodically-driven spin chain2020
Author(s)
C. Zha, V. M. Bastidas, M. Gong, Y. Wu, H. Rong, R. Yang, Y. Ye, S. Li, Q. Zhu, S. Wang, Y. Zhao, F. Liang, J. Lin, Y. Xu, C.-Zhi Peng, J. Schmiedmayer, Kae Nemoto H. Deng, W. J. Munro, X. Zhu, J.-W. Pan
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 125
Pages: 170503(1-6)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Quantum simulation with periodically-driven superconducting quantum processors2021
Author(s)
V. M. Bastidas, Chen Zha, Ming Gong, Yulin Wu, Hao Rong, Rui Yang, Yangsen Ye, Shaowei Li, Qingling Zhu, Shiyu Wang, Youwei Zhao, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Cheng-Zhi Peng, Jorg Schmiedmayer, Kae Nemoto, Hui Deng, W. J. Munro, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan
Organizer
第68回応用物理学会春季学術講演会
Invited
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[Presentation] Error propagation in a periodically-driven superconducting quantum processor2021
Author(s)
V. M. Bastidas, Chen Zha, Ming Gong, Yulin Wu, Hao Rong, Rui Yang, Yangsen Ye, Shaowei Li, Qingling Zhu, Shiyu Wang, Youwei Zhao, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Cheng-Zhi Peng, Jorg Schmiedmayer, Kae Nemoto, Hui Deng, W. J. Munro, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan
Organizer
Asian Quantum Information Science Conference 2021(AQIS 2021)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Time reversal and error propagation in a periodically-driven superconducting quantum processor2021
Author(s)
V. M. Bastidas, Chen Zha, Ming Gong, Yulin Wu, Hao Rong, Rui Yang, Yangsen Ye, Shaowei Li, Qingling Zhu, Shiyu Wang, Youwei Zhao, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Cheng-Zhi Peng, Jorg Schmiedmayer, Kae Nemoto, Hui Deng, W. J. Munro, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan
Organizer
International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2021)
Int'l Joint Research
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