フラクソンの量子論

• 研究課題/領域番号: 18540352
• 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Ⅱ
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 畠中 憲之 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (70363009)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,480千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 480千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 超低温 / 超伝導 / 磁束量子 / 量子ビット / ジョセフソン効果 / トンネル現象

研究概要

本研究は, 長いジョセフソン接合中のトポロジカルな素励起であるフラクソン(磁束量子)の量子力学的特性の解明とその応用を目的とし, 以下の結果を得た.(1) フラクソンの量子透過共鳴現象を通して, その量子性を明らかにした.また,(2) それを用いてフラクソン量子情報処理技術を構築した.さらに,(3) 量子力学における根幹問題である「アインシュタインの月」のパラドックスに対して, 統計処理を必要としない新しいスキームを提案した.

研究成果

• [雑誌論文] NMR imaging analogue of the individual qubit operations in superconducting flux-qubit chains (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii, S. Matsuo and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150 ページ: 22011-22011
• [雑誌論文] Theory of damped Rabi oscillations at finite temperatures (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuo, T. Fujii, N. Kosugi and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150 ページ: 22056-22056
• [雑誌論文] Squeezing of quantum flux in a double SQUID system (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takashima, S. Matsuo, T. Fujii, N. Hatakenaka, S. Kurihara and A. Zeilinger
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150 ページ: 52260-52260
• [雑誌論文] Theory of damped coherent oscillations in superconducting phase qubits (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kosugi, S. Matsuo, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150 ページ: 22047-22047
• [雑誌論文] Squeezing of a quantum flux in a double rf-SQUID system (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takashima
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of damped Rabi oscillations at finite temperatures (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuo
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR analogue of the individual qubit operations in superconducting flux-qubit chains (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of damped quantum oscillations in superconducting phase qubits (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kosugi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobile qubits in quantum Josephson circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii, M. Nishida, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Physical Review B 77 ページ: 24505-24505
• [雑誌論文] Nonstationary boundary effect for a quantum flux in superconducting nanocircuits (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takashima, N. Hatakenaka, S. Kurihara, and A. Zeilinger
  • 雑誌名: Journal of Physics ; Mathematical and Theoretical 41 ページ: 164036-164036
• [雑誌論文] Mobile fluxon qubits in a long superconductor-ferromagnetsuperconductor Josephson junction (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Nishida, T. Fujii, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 97 ページ: 12326-12326
• [雑誌論文] Mobile qubits in quantum Josephson circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii
  • 雑誌名: Physical Review B 77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobile fluxon qubits in a long superconductor-ferromagnet-superconduct or Josephson junction (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Nishida
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonstationary boundary effect for a quantum flux in superconducting nanocircuits (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takashima
  • 雑誌名: Journal of Physics A (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flying superconducting qubits (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii, T. Shibata, M. Nishida, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 17 ページ: 97-97
• [雑誌論文] The effect of dissipation on quantum transmission resonance (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Konno, M. Nishida, S. Tanda, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Physics Letters A 368 ページ: 442-442
  • NAID: 120000878187
• [雑誌論文] Generation of macroscopic entangled states in coupled superconducting phase qubits (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuo, S. Ashhab, T. Fujii, F. Nori, K. Nagai, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76
  • NAID: 110006273203
• [雑誌論文] Fluxon-based gate controls of capacitively coupled flux-based-phase qubits (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuo, K. Furuta, T. Fujii, K. Nagai, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 91 ページ: 93103-93103
• [雑誌論文] Time dilation of a bound half-fluxon pair in a long Josephson junction with a ferromagnetic insulator (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Nishida, K. Murata, T. Fujii, and N. Hatakenaka
  • 雑誌名: Physical Review Letters 99 ページ: 207004-207004
• [雑誌論文] The effect of dissipation on quantum transmission resonance (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Konno
  • 雑誌名: Physics Letters A 368 ページ: 442-449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluxon-based gate controls of capacitively coupled flux-based-phase qubits (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuo
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of macroscopic entangled states in coupled superconducting phase qubits (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuo
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time dilation of a bound half-fluxon pair in a long Josephson junction with a ferromagnetic insulator (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Nishida
  • 雑誌名: Physical Review Letters 99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flying superconducting qubits (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 17 ページ: 97-100
  • 査読あり
• [学会発表] 超伝導人工原子における磁束量子のスクイージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 高嶋耕司, 藤井敏之, 松尾繁政, 畠中憲之, 栗原進, A. Zeilinger
  • 学会等名: 『応用物理学会』第56回学術講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-02
• [学会発表] フラクソン制御による超伝導磁束量子コンピュータの理論 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之,松尾繁政,畠中憲之
  • 学会等名: 『日本物理学会』第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] フラクソン制御による超伝導磁束量子コンピュータの理論 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] Proposal of a temporal Greenberger-Horne-Zeilinger test (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Hatakenaka
  • 学会等名: The Clock and the Quantum : Time and Quantum Foundations
  • 発表場所: Warterloo (Canada)
  • 年月日: 2008-10-01
• [学会発表] NMRイメージング法による磁束量子ビットの個別制御理論 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之, 松尾繁政, 畠中憲之
  • 学会等名: 『日本物理学会』2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] ジョセフソン伝送線路におけるブリーザー間相互作用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西田宗弘, 古川善己, 藤井敏之, 畠中憲之
  • 学会等名: 『日本物理学会』2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] NMRイメージング法による磁束量子ビットの個別制御理論 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之
  • 学会等名: 日本物理学会2008年度秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Squeezing of a quantum flux in a double rf-SQUID system (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Hatakenaka
  • 学会等名: 25^<th> international conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam (Netherlands)
  • 年月日: 2008-08-11
• [学会発表] Theory of damped Eabi oscillations at finite temperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuo
  • 学会等名: 25^<th> international conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam (Netherlands)
  • 年月日: 2008-08-09
• [学会発表] NMR analogue of the individual qubit operations in superconducting flux-qubit chains (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii
  • 学会等名: 25^<th> international conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam (Netherlands)
  • 年月日: 2008-08-09
• [学会発表] Theory of damped quantum oscillations in superconducting phase qubits (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kosugi
  • 学会等名: 25^<th> international conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam (Netherlands)
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] 超伝導量子回路における"動的カシミール効果" (2008)
  • 著者名/発表者名: 高嶋耕司, 畠中憲之, 栗原進 A.Zeilinger
  • 学会等名: 『応用物理学会』第55回学術講演会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] 超伝導量子回路における"動的カシミール効果" (2008)
  • 著者名/発表者名: 高嶋耕司
  • 学会等名: 応用物理学会第55回学術講演会
  • 発表場所: 日本大学(船橋)
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] 超伝導/強磁性/超伝導接合中のπフラクソン対における相対論的時間遅れ (2008)
  • 著者名/発表者名: 西田宗弘, 藤井敏之, 畠中憲之
  • 学会等名: 『日本物理学会』第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 超伝導/強磁性/超伝導接合中のπフラクソン対における相対論的時間遅れ (2008)
  • 著者名/発表者名: 西田宗弘
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 磁束量子を用いた超伝導位相量子ビットのエンタングルメント生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之, 松尾繁政, 畠中憲之
  • 学会等名: 『日本物理学会』第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] 磁束量子を用いた超伝導位相量子ビット間の相互作用制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松尾繁政, 古田佳野子, 藤井敏之, 永井克彦, 畠中憲之
  • 学会等名: 『日本物理学会』第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] 磁束量子を用いた超伝導位相量子ビットのエンタングルメント生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] 磁束量子を用いた超伝導位相量子ビット間の相互作用制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松尾繁政
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] Theory of multipartite entangled state generation in coupled phase qubits (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii
  • 学会等名: International Conference on Quantum information processing and Communication 2007
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2007-10-16
• [学会発表] 相対論的ジョセフソン・ブリーザーの量子崩壊 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之, 西田宗弘, 畠中憲之
  • 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: 2007-09-22
• [学会発表] 超伝導位相量子ビットにおける量子絡み合い状態の生成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松尾繁政, S. Asshab, 藤井敏之, F. Nori, 畠中憲之
  • 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: 2007-09-22
• [学会発表] 相対論的ジョセフソン・ブリーザーの量子崩壊 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之
  • 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(札幌)
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] 超伝導位相量子ビットにおける量子絡み合い状態の生成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松尾繁政
  • 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(札幌)
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] Mobile fluxon qubits in a long superconductor-ferromagnet-superconduct or Josephson junction (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Nishida
  • 学会等名: European Conference on Applied Superconductivity
  • 発表場所: Brussels, Belgium
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] Dynamical Casimir effect in Josephson artificial atoms (2007)
  • 著者名/発表者名: 畠中憲之
  • 学会等名: Workshop on Quantum Field Theory under the in fluence of external conditions (QFEXT07)
  • 発表場所: Leipzig ドイツ
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] ブリーザー量子ビットII (2006)
  • 著者名/発表者名: 藤井敏之, 西田宗弘, 畠中憲之
  • 学会等名: 『日本物理学会』秋季大会24aXJ-2
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2006-09-24
• [産業財産権] 単一光子発生方法および装置、並びに単一光子検出方法及び装置 (2008)
  • 発明者名: 高嶋耕司, 上松和夫, 畠中憲之
  • 権利者名: IHI
  • 出願年月日: 2008-03-14
• [産業財産権] 単一光子発生方法および装置、並びに単一光子検出方法及び装置 (2008)
  • 発明者名: 高嶋耕司
  • 権利者名: IHI・広島大学
  • 産業財産権番号: 2008-060586
  • 出願年月日: 2008-03-14