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ハイブリッドシステムにおける量子光学の新体制に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17F15750
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

NORI FRANCO  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, グループディレクター (50415262)

研究分担者 FRISK KOCKUM ANTON  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-07-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードquantum circuits / quantum optics / giant atoms
研究実績の概要

In FY2017, I was a co-author of 9 published scientific articles, some of which where published in highly regarded journals like Physical Review X, Nature Communications, and Physical Review Letters (PRL). Another 3 articles were submitted (1 of them has since been published in PRL) and several more articles are in the works, including a large review on ultrastrong coupling between light and matter. I have given 7 talks and 2 poster presentation at international conferences, workshops, and seminars. See attached list for details.

My articles include several on the topic of ultrastrong light-matter coupling. Together with the group of professor Salvatore Savasta, we have shown how this regime allows analogs of nonlinear optics, many-body interactions among atoms, and observation of the dynamical Casimir effect at lower mechanical frequencies than previously thought, and introduces new subtleties for photon detection and virtual excitations.

I completed the most comprehensive review ever of quantum optics with superconducting quantum circuits; this has become highly cited. I also studied the physics of giant atoms, i.e., atoms coupled to photons at multiple points separated by a large distance (several wavelengths). I provided theory support for two experiments: the first ever demonstration of coupling between a superconducting qubit and a resonator for surface acoustic waves and a demonstration of amplification without population inversion in a driven superconducting qubit.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Reflective Amplification without Population Inversion from a Strongly Driven Superconducting Qubit2018

    • 著者名/発表者名
      P.Y. Wen, A.F. Kockum, H. Ian, J.C. Chen, F. Nori, I.C. Hoi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 120 号: 6 ページ: 063603-063603

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.063603

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nonperturbative Dynamical Casimir Effect in Optomechanical Systems: Vacuum Casimir-Rabi Splittings2018

    • 著者名/発表者名
      V. Macri, A. Ridolfo, O.D. Stefano, A.F. Kockum, F. Nori, S. Savasta
    • 雑誌名

      Phys. Rev. X

      巻: 8 号: 1 ページ: 011031-011031

    • DOI

      10.1103/physrevx.8.011031

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Giant acoustic atom: A single quantum system with a deterministic time delay2017

    • 著者名/発表者名
      Lingzhen Guo, Arne Grimsmo, Anton Frisk Kockum, Mikhail Pletyukhov, and Goran Johansson
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 95 号: 5 ページ: 053821-053821

    • DOI

      10.1103/physreva.95.053821

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Feynman-diagrams approach to the quantum Rabi model for ultrastrong cavity QED: stimulated emission and reabsorption of virtual particles dressing a physical excitation2017

    • 著者名/発表者名
      O.D. Stefano, R. Stassi, L. Garziano, A.F. Kockum, S. Savasta, F. Nori
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 19 号: 5 ページ: 053010-053010

    • DOI

      10.1088/1367-2630/aa6cd7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deterministic quantum nonlinear optics with single atoms and virtual photons2017

    • 著者名/発表者名
      A.F. Kockum, A. Miranowicz, V. Macri, S. Savasta, F. Nori
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 95 号: 6 ページ: 063849-063849

    • DOI

      10.1103/physreva.95.063849

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Frequency conversion in ultrastrong cavity QED2017

    • 著者名/発表者名
      A.F. Kockum, V. Macri, L. Garziano, S. Savasta, F. Nori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 5313-5313

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04225-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum Nonlinear Optics without Photons2017

    • 著者名/発表者名
      R. Stassi, V. Macri, A.F. Kockum, O.D. Stefano, A. Miranowicz, S. Savasta, F. Nori
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 96 号: 2 ページ: 023818-023818

    • DOI

      10.1103/physreva.96.023818

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Circuit quantum acoustodynamics with surface acoustic waves2017

    • 著者名/発表者名
      R. Manenti, A.F. Kockum, A. Patterson, T. Behrle, J. Rahamim, G. Tancredi, F. Nori, P.J. Leek
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 975-975

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01063-9

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microwave photonics with superconducting quantum circuits2017

    • 著者名/発表者名
      X. Gu, A.F. Kockum, A. Miranowicz, Y.X. Liu, F. Nori
    • 雑誌名

      Physics Reports

      巻: 718-719 ページ: 1-102

    • DOI

      10.1016/j.physrep.2017.10.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] New regimes of quantum optics: giant atoms and ultrastrong coupling2018

    • 著者名/発表者名
      Anton Frisk Kockum
    • 学会等名
      Seminar, MIT, Boston, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoherence-free interaction between giant atoms in waveguide QED2018

    • 著者名/発表者名
      Anton Frisk Kockum
    • 学会等名
      APS March meeting, Los Angeles, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonperturbative dynamical Casimir effect in optomechanical systems: vacuum Casimir-Rabi splittings2018

    • 著者名/発表者名
      Anton Frisk Kockum
    • 学会等名
      APS March meeting, Los Angeles, USA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The fully quantized dynamical Casimir effect - vacuum Casimir-Rabi oscilla- tions in optomechanical systems2017

    • 著者名/発表者名
      Anton Frisk Kockum
    • 学会等名
      International School and Symposium on Nanoscale Transport and phoTonics, NTT, At- sugi, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring new regimes of quantum optics: giant atoms and ultrastrong cou- pling2017

    • 著者名/発表者名
      Anton Frisk Kockum
    • 学会等名
      RIKEN NCHU Workshop, Wako, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Deterministic quantum nonlinear optics with single atoms and virtual photons2017

    • 著者名/発表者名
      Anton Frisk Kockum
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics, Gothenburg, Sweden
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The fully quantized dynamical Casimir effect - vacuum Casimir-Rabi oscilla- tions in optomechanical systems2017

    • 著者名/発表者名
      Anton Frisk Kockum
    • 学会等名
      Seminar, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-07-28   更新日: 2024-03-26  

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