| 研究課題/領域番号 |
20H02178
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
金井 駿 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (40734546)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
|
|---|
| キーワード | スピントロニクス / 量子ビット / 固体中スピン中心 / スピンコヒーレンス / 位相緩和時間 / 磁性体 / 固体中のスピン中心 / 酸化物 / 量子コヒーレンス / 量子エレクトロニクス / ナノ構造 / 色中心 / クラスタ相関展開 / 量子材料探索 / 量子緩和時間 / 疑似量子ビット / 強磁性体 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
もつれ状態の生成と制御は量子情報研究における中心的課題である。本研究では、色中心スピン対の量子ビット応用上の最重要課題である、もつれ状態の制御と検出を、強磁性体構造を用いて実現する。本研究では、近接色中心対を磁性体ナノウィンドウ下に作製し、局所勾配磁場を与えることで各スピンのPauliゲート操作とスピン間SWAP操作を両立、量子化方向の平行な色中心対のもつれ状態の万能ゲート制御を実験実証する。本研究による課題解決により、新規色中心材料におけるもつれ状態の制御の実現、もつれ状態の新規制御手法、大規模色中心スピンのもつれ状態の制御の実現への道を拓く。
|
| 研究成果の概要 |
多量子ビットでユニバーサルゲートセットを構成するため、①各ビットの(Pauliゲート)操作、及び②ビット同士の相互作用を介した制御NOT(またはSWAP)操作を両立する必要がある。②のためには何らかの手法で量子ビット同士に相互作用をもたらす必要があり、ここでは近接させた量子ビット同士の電磁気的相互作用によるもつれの実現方法を明らかにした。磁性体ナノ構造を近接させることにより、近接スピン中心同士へのRF磁場がユニバーサルゲートセットを構成可能であること、また、対称性の高い母体結晶、スピン中心の組み合わせにおいてもゲートセットを構成可能であることを明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、スピン中心を用いた量子ビットの大規模化に必要となる、近接スピン中心の構成方法を調べました。ここで可能性が広がった母体材料やスピン中心材料を用いることにより、多量子ビットを実現する固体中のスピン中心の機能性を大きく広げることが予測されます。したがって、本研究の成果は、量子ビット、特に固体中のスピン中心を用いた情報処理研究の基盤技術となることが期待されます。
|
