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非断熱位相制御を用いた量子駆動理論

研究課題

研究課題/領域番号 18540323
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関大阪府立大学

研究代表者

萱沼 洋輔  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (80124569)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,820千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード量子ビット / 非断熱遷移 / Landau-Zener公式 / 外場駆動 / 位相干渉効果 / 熱浴場 / circuit QED / Lie代数 / デコヒーレンス / ジョセフソン接合 / ドレストバンド / Floquet理論
研究概要

(1)位相相関のあるLandau-Zener型非断熱準位交差を用いた量子ビット操作および絡み合い状態生成の提案を行った。
(2)形式的摂動展開法にもとづき多重準位交差における非断熱遷移での生き残り確率を与える厳密解を求めた。これをフォノンやスピン系からなる多自由度環境系中の準位交差に適用し、様々な具体例について非断熱遷移確率の表式を求めた。
(3)振動外場によって駆動される量子系のコヒーレントダイナミクスにおいて、coherent destruction of tunneling(CDT)とよばれる2準位系での現象と、dynamic localization(DL)とよばれる1次元鎖での現象が知られていたが、その内的な関係を明らかにした。その際、Lie代数的手法により、2準位系のダイナミクスを1次元系のダイナミクスに射影する理論的枠組みを与えた。これにより、CDTとDLがどちらも複数の準位交差間での位相干渉効果による動的局在現象としてとらえることができることを明らかにした。この手法を拡張すれば、1次元系に限らず任意の次元で、結晶中のブロッホ電子のダイナミクスをSU(2)モデルから理解することができる。
(4)本来、原子・分子の非弾性散乱を記述する目的で提案されたLandau-Zenerのモデルが、ナノ物理の進展により、外場による電子状態の駆動原理の立場から再評価されている。これをふまえ、最近のLandau-Zener公式を巡る研究をレビューし、問題点の整理と今後の展望を与えた。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Recoil Effects of Photoelectrons in a Solid2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Takata, Y.Kayanuma, 他13名
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent Destruction of Tunneling,Dynamic Locahzation and the Landau-Zener Formula2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma and K.Saito
    • 雑誌名

      Physical Review A 77

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent Destruction of Tunneling, Dynamic Localization and the Landau-Zener Formula2008

    • 著者名/発表者名
      Kayanuma, K. Saito
    • 雑誌名

      Physical Review A 77

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coherent Destruction of Tunneling, Dynamic Localization and the Landau-Zener Formula2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma and K.Saito
    • 雑誌名

      Physical Review A 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissipative Landau-Zener Transitions of a Qubit:Bath Specific and Universal Behavior2007

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, M.Wubs, S.Kohler, Y.Kayanuma and P.Hanggi
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Landau-Zener Formula Revived in Nano Physics (invited review article)2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma
    • 雑誌名

      Applied and Computtational Mathematics 6

      ページ: 143-161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bell-State Generation in Circuit QED via Landau-Zener Tunneling2007

    • 著者名/発表者名
      P.Hanggi, M.Wubs, S.Kohler, K.Saito and Y.Kayanuma
    • 雑誌名

      Noise and Fluctuations

      ページ: 501-505

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissipative Landau-Zener Transitions of a Qubit: Bath Specific and Universal Behavior2007

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, M. Wubs, S. Kohler, Y. Kayanuma, P. Hanggi
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recoil Effects of Photoelectrons in a Solid2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takata, Y. Kayanuma, et. al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Landau-Zener Formula Revived in Nano Physics2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma
    • 雑誌名

      Applied and Computtational Mathematics 6

      ページ: 143-161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bell-State Generation in Circuit QED via Landau-Zener Tunneling2007

    • 著者名/発表者名
      P. Hanggi, M. Wubs, S. Kohler, K. Saito, Y. Kayanuma
    • 雑誌名

      Noise and Fluctuations

      ページ: 501-505

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dissipative Landau-Zener Transitions of a Qubit: Bath Specific and Universal Behavior2007

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, M.Wubs, S.Kohler, P.Hanggi and Y.Kayanuma
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recoil Effect of Photoelectrons in a Solid2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Takata, Y.Kayanuma ほか13名
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Landau-Zener Formula Revived in Nano Physics2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma
    • 雑誌名

      Applied and Computational Mathematics 6

      ページ: 143-161

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bell-State Generation in Circuit QED via Landau-Zener Tunneling2007

    • 著者名/発表者名
      P.Hanggi, M.Wubs, S.Kohler, K.Saito and Y.Kayanuma
    • 雑誌名

      Noise and Fluctuations, Proceedings of 19th international Conference

      ページ: 501-506

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dressed-Band Theory for Semiconductors in a High-Intensity Infrared Laser Field2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizumoto, Y.Kayanuma, A.Srivastava, J.Kono and A.H.Chin
    • 雑誌名

      Physical Review B 74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum State Preparation in Circuit QED via Landau-Zener Tunneling2006

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, M.Wubs, S.Kohler, P.Hanggi, and Y.Kayanuma
    • 雑誌名

      Europhysics Letters 76

      ページ: 22-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical Changeover of Core Exciton State of Graphite and Resonant X-ray Emission Spectrum:From Shallow to Deep Level with Symmetry Breaking2006

    • 著者名/発表者名
      A.Yasui, Y.Kayanuma, S.Tanaka and Y.Harada
    • 雑誌名

      Physical Review B 74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gauging a Quantum Heat Bath with Dissipative Landau-Zener Transitions2006

    • 著者名/発表者名
      M.Wubs, K.Saito, S.Kohler, P.Hanggi and Y.Kayanuma
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 79

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dressed-Band Theory for Semiconductors in a High-Intensity Infrared Laser Field2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizumoto, Y. Kayanuma, A. Srivastava, J. Kono, A. H. Chin
    • 雑誌名

      Physical Review B 74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum State Preparation in Circuit QED via Landau-Zener Tunneling2006

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, M. Wubs, S. Kohler, P. Hanggi, Y. Kayanuma
    • 雑誌名

      Europhysics Letters 76

      ページ: 22-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamical Changeover of Core Exciton State of Graphite and Resonant X-ray Emission Spectrum: From Shallow to Deep Level with Symmetry Breaking2006

    • 著者名/発表者名
      A. Yasui, Y. Kayanuma, S. Tanaka, Y. Harada
    • 雑誌名

      Physical Review B 74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Gauging a Quantum Heat Bath with Dissipative Landau-Zener Transitions2006

    • 著者名/発表者名
      M. Wubs, K. Saito, S. Kohler, P. Hanggi, Y. Kayanuma
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 79

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dressed-Band Theory for Semiconductors in a High-Intensity Infrared Laser Field2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizumoto et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 74・4

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] quantum State Preparation in Circuit QED via Landau-Zener Tunneling2006

    • 著者名/発表者名
      K.Saito et al.
    • 雑誌名

      Europhys. Lett. 76・1

      ページ: 22-28

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamical Changeover of Core Exciton State of Graphite and Resonant X-ray Emission Spectrum : From Shallow to Deep Level with Symmetry Breaking2006

    • 著者名/発表者名
      A.Yasui et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 74・20

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Gauging a Quantum Heat Bath with Dissipative Landau-Zener Transitions2006

    • 著者名/発表者名
      M.Wubs et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 97

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Atomic Displacement Induced by Electronic Excitation in Solids2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma
    • 学会等名
      19th Symposium on Phase Change Optical Information Storage
    • 発表場所
      熱海市後楽園ホテル
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Atomic Processes Induced by Inner-Core Excitation in Condensed Matter2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma
    • 学会等名
      The 1st International Conference on Material and Information Sciences in High Technologies
    • 発表場所
      Baku,Azerbaijan
    • 年月日
      2007-09-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Atomic Processes Induced by Inner-Core Excitation in Condensed Matter2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma
    • 学会等名
      The 1st International Conference on Material and Information Sciences in High Technologies
    • 発表場所
      Baku, Azerbaijan
    • 年月日
      2007-09-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Atomic Processes Induced by Inner-Core Excitation in Condensed Matter2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma
    • 学会等名
      The 1st International Conference on Material and Information Sciences in High Technologies
    • 発表場所
      Azerbaijan,Baku市
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Coherent Destruction of Tunneling,Dynamic Localization および Landau-Zener公式2007

    • 著者名/発表者名
      萱沼 洋輔、齋藤 圭司
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Coherent Destruction of Tunneling,Dynamic LocalizationおよびLandau-Zener公式2007

    • 著者名/発表者名
      萱沼 洋輔
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 超高速光応答で見るコヒーレンスとデコヒーレンス:分子から固体へ2007

    • 著者名/発表者名
      萱沼 洋輔
    • 学会等名
      第1回分子科学会シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-07-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 超高速光応答で見るコヒーレンスとデコヒーレンス:分子から固体へ2007

    • 著者名/発表者名
      萱沼 洋輔
    • 学会等名
      第1回分子科学研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-07-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Cohernt Band-Gap Renormalization in Off-Resonant Laser Field2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma and Y.Mizumoto
    • 学会等名
      16th International Conference on Dynamical Processes of Solids
    • 発表場所
      Segovia,Spain
    • 年月日
      2007-06-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cohernt Band-Gap Renormalization in Off-Resonant Laser Field2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma, Y. Mizumoto
    • 学会等名
      16th International Conference on Dynamical Processes of Solids
    • 発表場所
      Segovia, Spain
    • 年月日
      2007-06-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Coherent Band Gap Renormalization of Semiconductors in Off-Resonant Laser Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma
    • 学会等名
      16th International Conference on Dynamical Processes of Solids
    • 発表場所
      Spain,Segovia市
    • 年月日
      2007-06-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Recoil Effects in Photoelectron Spectra of Sohds2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kayanuma
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Science of Ultrafast Electronic Dynamics
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2007-05-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 超高速ポンププローブ分光に見る波束振動と真空に刻む分子メモリー2007

    • 著者名/発表者名
      萱沼 洋輔
    • 学会等名
      分子科学研究会
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 年月日
      2007-03-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 非断熱位相制御による新しい量子ビットゲート2006

    • 著者名/発表者名
      萱沼 洋輔
    • 学会等名
      科学研究費特定領域研究「強レーザー場」領域研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2006-09-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Theory of Dressed Band of Semiconductors in a High Intensity Infrared Laser Field2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizumoto, Y.Kayanuma, A.Srivastava, A.H.Chin and J.Kono
    • 学会等名
      EXCON'06
    • 発表場所
      WakeForestUniversity,Winston-Salem,USA
    • 年月日
      2006-06-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 非断熱位相制御を用いたqubit gate2006

    • 著者名/発表者名
      萱沼 洋輔
    • 学会等名
      物性研究所理論セミナー
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2006-06-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Theory of Dressed Band of Semiconductors in a High Intensity Infrared Laser Field2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizumoto, Y. Kayanuma, A. Srivastava, A. H,. Chin, J. Kono
    • 学会等名
      EXCON'06
    • 発表場所
      Wake Forest University, Winston-Salem, USA
    • 年月日
      2006-06-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 相関Landau-Zenerゲートによるqubit操作2006

    • 著者名/発表者名
      山本 康裕、水本 義彦、萱沼 洋輔、齋藤 圭司
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2020-05-15  

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