2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
26247067
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 超伝導 / 量子ビット / 量子光学 / マイクロ波 / 量子情報 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導回路を用いたマイクロ波量子光学の新しい学理の追究と、技術の開発・応用を目指した研究を行った。原子と光子を用いて研究されてきた従来の量子光学にたいして、超伝導回路を用いた人工量子系における量子光学は、その巨視性ゆえパラメータの設計に大きな自由度を持ち、様々な質的に新しい物理現象や技術をもたらし、人工原子としての量子ビットとマイクロ波光子の巨大な相互作用に起因する新たな効果を実証・解明するとともに、それを利用した量子ビットの制御や読み出し技術を開発し、高精度の量子状態制御を可能にする。研究の主な成果を以下に記す。
①超伝導回路上のマイクロ波量子光学の非線形領域における振る舞いを、超伝導マイクロ波空洞共振器中に置かれた超伝導量子ビットの応答スペクトルを通して調べた。共振器と量子ビットの強い相互作用により、量子ビットの励起スペクトルが共振器中に存在するマイクロ波光子数に応じて離散的なacシュタルクシフトを起こすことは以前から知られているが、それに加えて新たな微細スペクトル分裂を観測した。理論的考察の結果、駆動された量子系におけるドレスト状態の間に起こる遷移に起因するものであり、フランク=コンドン効果との類比が成り立つことを明らかにした。
②超伝導マイクロ波空洞共振器中に置かれた超伝導量子ビットの離散的acシュタルクシフトを利用して、駆動された共振器中の非平衡定常状態におけるマイクロ波光子数分布を測定する手法を開発した。コヒーレント状態、熱分布状態、ジョセフソンパラメトリック増幅器で生成したスクイーズド真空状態を共振器に入力し、その光子数分布の違いを直接的に観測することに成功した。
③ジョセフソンパラメトリック発振器を用いた量子ビット読み出し技術を提案・実証し、高速かつ高精度の非破壊読み出しを実現した。この技術は今後、量子フィードバックなどの実現に有用となると期待される。
|
| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
-
-
[Presentation] Experimental verification of fluctuation theorem in superconducting qubit2014
Author(s)
Y. Masuyama, S. Kono, Y. Tabuchi, T. Ishikawa, R. Yamazaki, K. Usami, X. Jin, T. Gudmundsen, S. Gustavsson, W. D. Oliver, and Y. Nakamura
Organizer
Coherent Quantum Dynamics (CQD 2014): Okinawa School in Physics: Coherent Quantum Dynamics
Place of Presentation
Okinawa, Japan
Year and Date
2014-09-16 – 2014-09-25
-
-
-
-
[Presentation] 超伝導量子ビットを用いた量子Jarzynski等式の検証2014
Author(s)
増山雄太, 河野信吾, 田渕豊, 石川豊史，山崎歴舟, Xiaoyue Jin, Ted Gudmundsen, Simon Gustavsson, William D. Oliver, 宇佐見康二, 中村泰信
Organizer
日本物理学会2014年秋季大会
Place of Presentation
中部大学，春日井
Year and Date
2014-09-07 – 2014-09-10
-
-
-
