2008 Fiscal Year Annual Research Report
パルス電子-核多重共鳴による分子スピン量子状態の制御
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18350015
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
佐藤 和信 Osaka City University, 大学院・理学研究科, 教授 (90264796)
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| Keywords | 量子コンピュータ / 量子情報科学 / 二次元相関分光法 / ESEEM / 量子状態制御 / 電子状態 / ジフェニルニトロキシド |
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| Research Abstract |
分子スピンバスQC(量子コンピュータ)の開発を目的として、適した分子スピン系の探索を行い、量子ビットとして電子スピンをバスとする分子スピン系の量子状態制御をパルス電子磁気共鳴技術により実行した。磁気緩和の影響を避けるために、ジフェニルニトロキシド誘導体の希釈単結晶を育成し、電子状態/分子構造をESR法を用いて解明した。電子状態解析の知見を基盤として、種々の誘導体から重水素化ジフェニルニトロキシドをベンゾフェノン中に希釈した単結晶試料に焦点を絞り、電子スピンと2つの核スピンが関与する3量子ビット系モデルとしての量子状態制御に関する考察を行った。測定には、ブルカーバイオスピン社と共同で開発した2種のコヒーレントマイクロ波を利用することが可能なQバンドパルスESR/ENDOR/ELDOR分光器を用いた。静磁場中における電磁波パルス照射後のスピン系の時間発展は、スピン量子状態の変換操作に対応し、精密な量子ゲートの設計にスピン系の時間発展制御は重要な要素である。パルスESEEM法や2次元相関分光法(HYSCORE法)における電子一核スピン量子状態の時間発展の観測より、量子ゲートの構築が可能であることを示した。併せて、Liouville von Neumann運動方程式に基づく電子スピン磁化の時間変化を計算し、電子-核スピン複合バス系における量子位相状態の時間制御について理論的な考察を行った。パルスによるスピン回転と時間制御を取り入れることにより、効率的な量子ゲート構築を行う手法のプロトタイプを実験的に示すことができた点は、今後の分子スピンQCの量子状態変換の精密制御に新しい重要指針を提供するものである。
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[Presentation] Molecular-Spin Quantum Manipulation by Pulsed Electron Magnetic Resonance : pulsed ENDOR- and Coherent Dual ELDOR-QC2008
Author(s)
K.Sato, R.Rahimi, S.Nakazawa, T.Ise, S.Nishida, T.Yoshino, K.Toyota, D.Shiomi, Y.Morita, M.Kitagawa, K.Nakasuji, M.Nakahara, H.Hara, P.Carl, P.Hofer, and T.Takui
Organizer
8th Asian Conference on Quantum Information Science
Place of Presentation
Seoul, Korea
Year and Date
20080825-31
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