| 研究課題/領域番号 |
17K05840
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機能物性化学
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
中澤 重顕 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任准教授 (70342821)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | トリラジカル / 量子ビット / パルスＥＳＲ / ＰＥＬＤＯＲ / 分子スピン / AWG-ESR / 断熱的量子計算 / テトララジカル |
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| 研究実績の概要 |
分子の電子スピンと核スピンを量子ビットとして活用し、量子コンピューティングの手法の一つである断熱的量子計算のアルゴリズムをパルスＥＳＲ法で実行するのが本研究の目的である。回路型量子計算に比べ断熱的量子計算はエラーに対して耐性がある点が特徴であり、本研究で用いる断熱的量子計算による素因数分解のアルゴリズムは回路型量子計算のアルゴリズムよりも少ない量子ビット数で大きな整数の素因数分解を実行することができる点も特徴である。本研究では３量子ビットによる整数１７５の素因数分解、４量子ビットによる整数56153の素因数分解の実行を目指している。量子計算を実行するために、用いる分子のいくつかの物理量を知る必要があるが、特に量子ビット間の相互作用を知ることが重要である。
提案した３量子ビット系（１、２）、４量子ビット系（３）とは別に３量子ビット系としてニトロキシドラジカルをユニットとした弱交換相互作用系トリラジカル（５，６）が先に準備できたので、これらの分子を研究した。弱交換相互作用系トリラジカル５は直鎖上にニトロキシドラジカルを配置した分子である。量子ビット間の相互作用を決定するために、５をポリマー（ＰＭＭＡ）に希釈し、パルスＥＳＲ法の１つであるPulse Electron-Electron Double Resonance(PELDOR)法を適用し、３つの量子ビット（A, B, C）のうちAC間のスピン-スピン双極子相互作用が4.9 MHzであると決定した。他のAB間、BC間の相互作用は今回の手法では決定できず、ホスト分子の単結晶にトリラジカルを希釈した系による測定が必要である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定どおり新規な弱交換相互作用系トリラジカルが準備でき、スピン間の相互作用を解明しつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
反磁性のホスト分子を準備し、トリラジカル、テトララジカルを磁気的に希釈させた希釈単結晶を溶液冷却法により育成する。量子アルゴリズムを実行するために必要な物理量を単結晶ＥＳＲ法により決定する。そして、断熱的量子計算アルゴリズムによる175や56153の素因数分解を最新のパルスＥＳＲ法を用いて実行する。
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