2015 Fiscal Year Annual Research Report
超伝導磁束量子ビットとの結合系を構成する分子電子スピン量子ビットの開発
| Project/Area Number |
25410098
|
|---|
| Research Institution | Osaka City University |
|---|
Principal Investigator |
中澤 重顕 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任准教授 (70342821)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工位 武治 大阪市立大学, 大学運営本部, 特任教授 (10117955)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 量子メモリ / 分子スピン / 超伝導磁束量子ビット / ESR / GRAPEパルス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
安定な基底三重項有機分子を磁気的に希釈させた単結晶を超伝導磁束量子ビットと結合させて量子メモリーとして機能させる研究を行っている。昨年度までに、超伝導磁束量子ビットの動作する２０ｍＫで量子状態を初期化するために必要な大きな微細構造定数（Ｄ値）をもつ基底三重項有機分子の磁気的希釈単結晶を育成し単結晶ＥＳＲ法により単結晶の外形に対する微細構造テンソルを決定していた。超伝導磁束量子ビットと強結合させるためには単結晶を超伝導回路に良く接触させる必要がある。超伝導回路からの磁束の空間的広がりは数μｍ程度なので、結晶中のより多くの三重項分子を結合させるために結晶表面の平坦化を研磨によりおこなった。有機結晶はもろいため工夫を必要としたがラフネス１μｍ以下の平坦化に成功した。現在、この結晶を使って超伝導磁束量子ビットとの強結合実験を進行中である。この研究と平行して今年度は量子情報処理研究の一環として、電子スピン‐核スピン量子ビット系とみなせる有機ラジカルの希釈単結晶を用い量子状態制御の研究をおこなった。多量子ビット系に対して系の一部だけを操作して系全体を制御するグローバル制御の理論的研究をおこなった。1電子‐２核スピン量子ビットであるラジカルの希釈単結晶を準備し単結晶ＥＳＲ法によりｇテンソル、超微細構造テンソルを決定後、電子スピン量子ビットだけを操作し2つの核スピン間の制御ＮＯＴゲートを実行するマイクロ波ＧＲＡＰＥパルスを最適化法により求めた。制御ＮＯＴゲートの操作時間を固定した場合のゲートの精度に対する、結晶に印可する外部磁場の方向依存性を計算することによって精度の悪くなるときのテンソルの条件を考察し量子操作に適した外部磁場方向を明らかにした。
|
