2007 Fiscal Year Annual Research Report
コヒーレント状態と固体量子ビットに基づく量子情報処理の研究
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18001002
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
山本 喜久 National Institute of Informatics, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (60370102)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
根本 香絵 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (80370104)
伊藤 公平 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30276414)
仙場 浩一 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部超伝導量子物理研究グループ, グループリーダー (50393773)
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| Keywords | 量子コンピュータ / 超高速情報処理 / 微小共振器 / 光物性 / 超伝導材料・素子 / 電子スピン / 磁気共鳴 / Cabity & circuit QED |
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| Research Abstract |
半導体素子グループI(国立情報学研究所・山本)では、GaAs中のドナー不純物にトラップされた電子スピンの単一光パルスによる非共鳴ラマン散乱を用いた高速1ビット制御を実現した。これを単一の電子スピンに適用し、高いフェデリティーで、π/2-パルス,π-パルスを実現することに成功した。2つの空間的に離れた^<19>F:ZnSeドナー不純物にトラップされた励起子から、同時に単一光子を発生させた。Hong-Ou-Mande1を観測することにより、これが識別できない同一光子になっていることを確認した。
理論グループ(国立情報学研究所・根本)では、効率の悪いゲートの活用法を測定ベース量子計算モデル(クラスターステートアプローチ)で解析し、線形光学を用いた従来の理論限界を大幅に突破できることを示した。また、ゲートの統計的性質、分散型の性質と大規模化における効率からQubus量子情報処理の方法を評価した。さらに、実験での予想外に大きな光の損失の指摘から、これを回避するためのゲートの改良を行い、より実現的な情報処理系を構築する方法を示した。
半導体素子グループII(慶応義塾大学・伊藤)では、シリコン中の核スピン量子ビットとエンタングルした単一光子量子ビットの取り出しを目指し、Si中のベリリウム(Be)対からの発光に対する同位体効果(狭線幅化)の観測と、近接場光学顕微鏡による少数Be欠陥対の検知に成功した。同位体シリコン単結晶中のリン不純物に束縛された電子スピンのコヒーレンス時間の測定にも成功し、さらに低磁場中で動作する電気検知電子磁気共鳴装置の開発によりリン不純物の電子スピンと核スピンがエンタングルした状態の観測に成功した。
超伝導磁束量子ビットグループ(NTT物性研・仙場)では、共振回路と強く結合した量子ビット系における真空ラビ過程を複数回用いてマイクロ波光子を量子ビットからLC共振器に1光子づつ注入し非古典的な光子分布(sub-Poissonian)を生成することに成功した。量子非破壊測定へ向けたJBA測定系開発では非線形高速分岐動作の確認に成功した。複数量子ビットを用いたcavity/circuit QED実験用の希釈冷凍器Kelvlnox-400HAの導入工事および立上げを行った。
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[Journal Article] Qubus Computation2007
Author(s)
William J.Munro
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Journal Title
Proceeding of the 8th International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing (NICT Press)
Pages: 457
Peer Reviewed
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