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2009 Fiscal Year Annual Research Report

量子最適制御シミュレーション法の大幅な拡張と実用化に向けた基盤研究への展開

Research Project

Project/Area Number 20350001
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大槻 幸義  Tohoku University, 大学院・理学研究科, 准教授 (40203848)

Keywords量子制御 / 分子整列 / 分子配向 / 多光子遷移 / 偏光 / 振動回転状態 / 非マルコフマスター方程式 / 最適制御
Research Abstract

超短パルスを使った高価な光子源(コヒーレントなX線)の生成のための基盤技術として,分子の整列・配向を制御し,アンサンブルとしての巨大な誘起双極子モーメントを生成する。平成21年度の成果は,(1)偏光条件も最適化しつつ振動・回転状態の同時制御シミュレーションを行った,(2)3次の分極相互作用まで取り入れた800nm+400nm領域における配向制御をシミュレーションした,(3)強散逸系に対する(非マルコフ)マスター方程式解法のための高速シミュレーション開発したことである。(1)においては,時間に依存する偏光条件の下,のベクトル和として制御電場を実質的に強め,制御達成度を高める機構が存在することを数値的に示すことができた。(2)に関しては,研究代表者が知る限り,3次の分極相互作用まで取り入れた初めての最適シミュレーション報告である。また,整列制御と比較して,配向制御はレーザーパルスの位相に非常に大きく依存し,その結果,配向制御の困難さが浮き彫りになってきた。(1)と(2)に関しては機構解析を更に進め,平成22年度前半には論文として成果発表を行う予定である。(3)に関しては,緩和の記憶項を数値計算するには,従来,単なる数値積分が使われてきた。計算量が膨大となるために,応用は極めて単純なモデル系に限られてきた。今回,ある種の積分核に対しては,計算の漸化式が存在することを証明することができた。これを使えばマルコフマスター方程式とほぼ同じ計算量で非マルコフマスター方程式を解くことができる。これを参考に,平成22年度は確率的シュレーディンガー方程式を用いた最適制御シミュレーションへと展開していく予定である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (15 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Simulating quantum search algorithm using vibronic states of I2 manipulated by optimally designed gate pulses2010

    • Author(s)
      Y.Ohtsuki
    • Journal Title

      New Journal of Physics (印刷中)

      Pages: 18

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrafast Fourier transform with a femtosecond-laser-driven molecule2010

    • Author(s)
      K.Hosaka, H.Shimada, H.Chiba, H.Katsuki, Y.Teranishi, Y.Ohtsuki, K.Ohmori
    • Journal Title

      Physical Review Letters (印刷中)

      Pages: 4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 非共鳴多光子遷移を利用した窒素分子の振動回転同時制御2010

    • Author(s)
      阿部弘哉, 中上和幸, 大槻幸義, 河野裕彦
    • Organizer
      日本化学会第90回春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス,東大阪
    • Year and Date
      2010-03-27
  • [Presentation] CO分子最適配向制御シミュレーション2010

    • Author(s)
      中嶋克宏, 阿部弘哉, 大槻幸義, 河野裕彦
    • Organizer
      日本化学会第90回春季年会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス,東大阪
    • Year and Date
      2010-03-27
  • [Presentation] 分子科学における量子最適制御シミュレーション:化学反応制御から量子情報処理2010

    • Author(s)
      大槻幸義
    • Organizer
      制御理論部会最先端ワークショップ「分子科学が拓く制御理論応用の新潮流」
    • Place of Presentation
      京都大学東京オフィス,東京
    • Year and Date
      2010-03-08
  • [Presentation] Development of optimal control simulation and its applications to molecular alignment and quantum information processing2010

    • Author(s)
      大槻幸義
    • Organizer
      Okazaki Conference"New Frontier in Quantum Chemical Dynamics"
    • Place of Presentation
      分子科学研究所,岡崎
    • Year and Date
      2010-02-22
  • [Presentation] 分子の向きを制御する最適レーザーパルスの数値デザイン2010

    • Author(s)
      阿部弘哉, 中上和幸, 大槻幸義, 河野裕彦
    • Organizer
      第3回6専攻横断シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学理学部,仙台
    • Year and Date
      2010-02-16
  • [Presentation] 分子量子コヒーレンスの最適制御シミュレーション2009

    • Author(s)
      大槻幸義
    • Organizer
      ワークショップ「超高速過程における量子コヒーレンスの観測と制御」
    • Place of Presentation
      東北大学理学部化学教室,仙台
    • Year and Date
      2009-12-03
  • [Presentation] デコヒーレンスに強いゲートパルス設計法の開発と実装シミュレーション2009

    • Author(s)
      大槻幸義
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス,熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 分子の振動回転波束を制御する最適偏光パルス設計2009

    • Author(s)
      阿部弘哉, 中上和幸, 大槻幸義
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス,熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] パラ水素クラスタに捕捉されたCO分子の経路積分分子動力学シミュレーション2009

    • Author(s)
      水本義彦, 大槻幸義
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス,名古屋
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] 最適偏光パルスによる分子の振動回転状態の任意制御2009

    • Author(s)
      阿部弘哉, 中上和幸, 大槻幸義, 河野裕彦
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス,名古屋
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] 経路積分分子動力学法を用いたH5O2+クラスターの振動スペクトルの計算2009

    • Author(s)
      今井甫, 水本義彦, 大槻幸義, 河野裕彦
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス,名古屋
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] デコヒーレンスに強い量子最適制御法の開発2009

    • Author(s)
      大槻幸義
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス,名古屋
    • Year and Date
      2009-09-21
  • [Presentation] 量子最適制御シミュレーション法の開発と分子科学への応用2009

    • Author(s)
      大槻幸義
    • Organizer
      第38回制御理論シンポジウム
    • Place of Presentation
      コスモスクエア国際交流センター,大阪
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] Quantum optimal control via linear and nonlinear interactions : Applications to dynamical decoupling and molecular alignment2009

    • Author(s)
      大槻幸義
    • Organizer
      Workshop on Quantum Control of Light and Matter
    • Place of Presentation
      Kavli Institute Theoretical Physics(University of California, Santa Barbara)USA
    • Year and Date
      2009-07-16
  • [Presentation] 最適偏光パルスレーザーを用いた分子回転波束の任意整形2009

    • Author(s)
      阿部弘哉, 中上和幸, 大槻幸義
    • Organizer
      第12回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス,東京
    • Year and Date
      2009-05-29
  • [Book] Chapter 14 irr"Conical intersections : Theory, computation and experiment"2010

    • Author(s)
      Y.Ohtsuki, W.Domcke
    • Publisher
      World Scientific(Singapore)(印刷中)

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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