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間隔の制御されたメゾスコピック冷却イオン列の生成

研究課題

研究課題/領域番号 15H03705
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関大阪大学

研究代表者

田中 歌子  大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (20359087)

研究分担者 早坂 和弘  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所量子ICT先端開発センター, 研究マネージャー (10359086)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード量子エレクトロニクス / イオントラップ / 量子インターフェース / 量子シミュレーション / 原子時計 / レーザー冷却 / 量子多体系
研究成果の概要

レーザー冷却された気体原子イオンを用いた量子インターフェース、量子シミュレーション、光時計などの応用では、関与するイオンの個数をいかに増やせるかが性能向上のための重要な課題である。多数個イオンと光との相互作用を一様にするためにはイオンを等間隔に配列させる必要があるが、従来のイオン捕獲技術では不可能であった。本研究課題では微細加工技術を駆使した特殊な電極を開発し、超高真空中に17個のカルシウムイオンを15μm間隔で1列に配列させる電場を発生させた。さらに各々のイオンの位置での実際の電場を高精度に測定する方法を確立し、結果を電極電圧にフィードバックすることによりイオン列の等間隔性の向上に成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Surface-electrode trap with an integrated permanent magnet for generating a magnetic-field gradient at trapped ions2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Kawai, Kenji Shimizu, Atsushi Noguchi, Shinji Urabe and Utako Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Physics B

      巻: 50 号: 2 ページ: 025501-025501

    • DOI

      10.1088/1361-6455/50/2/025501

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 等間隔イオン配列を実現するプレーナートラップの設計2015

    • 著者名/発表者名
      増谷賢吾、田中歌子、早坂和弘、占部伸二
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 第二種研究会資料 量子情報技術研究会

      巻: QIT2015-41 ページ: 153-156

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Generation of anharmonic potential for isospaced ionstrings with a planar trap2018

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Kitao, Kazuhiro Hayasaka, Takashi Mukaiyama, and Utako Tanaka
    • 学会等名
      10th International Workshop on Fundamental Physics using Atoms
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of a planar trap fabricated on a SiO2 substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Nakamura, Kohei Ohno, Kazuhiro Hayasaka, Kentaro Furusawa, Norihiko Sekine, Isao Morohashi, Takashi Mukaiyama, and Utako Tanaka
    • 学会等名
      10th International Workshop on Fundamental Physics using Atoms
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel quantum systems using on-chip ion traps2018

    • 著者名/発表者名
      Utako Tanaka
    • 学会等名
      Workshop on Quantum Control of Trapped Ions and its Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複数イオンによるイオン光時計の高安定化2018

    • 著者名/発表者名
      早坂 和弘
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Si系基板プレーナートラップの特性評価II2018

    • 著者名/発表者名
      中村充宏、早坂和弘、古澤健太郎、諸橋功、関根徳彦、向山敬、田中歌子
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プレーナートラップでのCa+イオン等間隔配列動作2018

    • 著者名/発表者名
      北尾政義、早坂和弘、向山敬、田中歌子
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光共振器を用いた等間隔イオン配列プレーナートラップの性能評価法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      北尾政義、増谷賢吾、早坂和弘、田中歌子
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プレーナートラップを用いた40Ca+イオンの二次元配列への拡張2017

    • 著者名/発表者名
      紙谷和彦、早坂和弘、古澤健太郎、関根徳彦、田中歌子
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光通信波長帯光源の第二高調波によるCa+時計遷移励起2017

    • 著者名/発表者名
      早坂和弘
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Generation of isospaced ion strings using a planar trap2017

    • 著者名/発表者名
      Utako Tanaka, Kengo Masutani, Masayoshi Kitao, Kazuhiro Hayasaka
    • 学会等名
      9th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-01-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collective Coupling of Trapped Ions to a High-Finesse Cavity Toward Superradiant Lasing2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hayakasa, M. Kitao, and U. Tanaka
    • 学会等名
      24th General Congress of International Commission for Optics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチウェル型プレーナートラップの開発2017

    • 著者名/発表者名
      田中歌子、古澤健太郎、諸橋功、関根徳彦、早坂和弘
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 等間隔イオン配列を実現する矩形電極配列プレーナートラップ2017

    • 著者名/発表者名
      北尾政義、早坂和弘、向山敬、田中歌子
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Si系基板プレーナートラップの特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      中村充宏、早坂和弘、古澤健太郎、関根徳彦、向山敬、田中歌子
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] On-chip ion traps for integrated quantum systems2017

    • 著者名/発表者名
      Utako Tanaka
    • 学会等名
      CREST第2回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] On-chip Ion Trap with Rectangular-Electrodes Array for Isospaced Ion Strings2017

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Kitao, Mitsuhiro Nakamura, Kenji Toyoda, Kazuhiro Hayasaka, and Utako Tanaka
    • 学会等名
      CREST第2回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] New Implementations of Optical Clocks Using On-Chip Ion Traps2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hayasaka
    • 学会等名
      CREST第2回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] New Approaches to the Optical Clocks with Trapped Ions2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hayasaka
    • 学会等名
      The 1st Asia-Pacific Workshop on Trapped Quantum Systems (APTQS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超放射観測に向けたCaイオン準安定状態の寿命測定2016

    • 著者名/発表者名
      早坂 和弘
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 等間隔イオン配列のための環状電極配置プレーナートラップ2016

    • 著者名/発表者名
      増谷賢吾、田中歌子、早坂和弘、占部伸二
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 40Ca+イオンの等間隔配列を実現するプレーナートラップの設計2015

    • 著者名/発表者名
      増谷賢吾、田中歌子、早坂和弘、占部伸二
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 等間隔イオン配列を実現するプレーナートラップの設計2015

    • 著者名/発表者名
      増谷賢吾、田中歌子、早坂和弘、占部伸二
    • 学会等名
      電子情報通信学会 第32回量子情報技術研究会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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