量子もつれを利用した熱機関の高速化

• 研究領域: 量子効果によるエネルギー生成／利用の革新的効率向上法の開拓と実現
• 研究課題/領域番号: 24H00832
• 研究種目: 学術変革領域研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 野口 篤史 国立研究開発法人理化学研究所, 量子コンピュータ研究センター, チームリーダー (60761525)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 70,720千円 (直接経費: 54,400千円、間接経費: 16,320千円); 2024年度: 34,450千円 (直接経費: 26,500千円、間接経費: 7,950千円)
• キーワード: 超伝導量子回路 / 量子エレクトロニクス / 量子技術 / 量子熱機関 / 量子加速

研究開始時の研究の概要

超伝導量子回路は、高精度に制御・測定が可能な量子系として、情報熱力学のプラットフォームとして着目されてきた。この特徴を活かし、その集積性と高精度制御技術をさらに発展させることで、複数の量子ビットが協調して動作する量子熱機関を構成する。また、協調的に相互作用する多数量子ビット系に現れるDicke状態と呼ばれる量子もつれ状態の生成を行う。この状態は超放射・超吸収と呼ばれるコヒーレンスによってダイナミクスが加速される特徴を持っている。この加速を観測するとともに、熱浴との相互作用に対してこの加速効果を適用することで、量子熱機関の量子加速を実証する。