2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20H02561
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
中村 秀司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級研究員 (70613991)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦野 千春 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (30356589)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 磁性体 / 超伝導共振器 / 三次元共振器 / 超伝導量子ビット / 単一エネルギー量子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、強磁性体中に現れる幾何学的磁気構造による人工原子の実現を通して、従来の回路量子電磁気学では未開拓だった空間的に非一様な磁気構造とマイクロ波光子の織りなす新しい物理の検出と解明に取り組んでいる。具体的には「マイクロ波光子による磁気渦回転運動の量子力学的制御と検出」を目指している。
本年度は、１. 空洞共振器の作製と評価 2. 空洞共振器中共鳴モードと磁性絶縁体球中マグノンモード間のコヒーレントな結合の確認 3. 単一エネルギー量子以下の感度での超伝導共振器中光子の検出、を行った。1.で行った空洞共振器の作製は、サファイア基板上に作製した大量の磁性円盤を空洞共振器中に配置することで、マイクロ波光子との結合強度を増強させることを目指したものである。実際には、銅を用いた空洞共振器の作製を行い、極低温で15000程度のQ値を得た。さらに2.で、この作製した空洞共振器中共鳴モードと磁性体中のマグノンモードが実際にコヒーレントに結合するか確認するため、共振器内部に強磁性絶縁体球を配置した。その結果、マグノンモードと共振器中の共鳴モードがハイブリダイズし20MHz程度の結合強度を持つことを確かめた。3.では、本研究で必要な、共振器中に配置された磁性体中の素励起を高感度に測定する手法の実装を目指し、超伝導量子ビットを用いて単一量子以下の感度で超伝導共振器中の光子を測定することに取り組んだ。その結果、エネルギー量子0.1個分以下のエネルギー分解能で共振器中の素励起を測定することに成功した。
さらに科研費「国際共同研究強化（A）」との関連で、本基盤研究で培った技術をさらに発展させために超伝導単一電子素子を用いた光子吸収の研究を並行して行った。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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