| 研究課題/領域番号 |
20H02561
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28020:ナノ構造物理関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
中村 秀司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (70613991)
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| 研究分担者 |
浦野 千春 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (30356589)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 回路量子電磁気学 / 磁性体 / マイクロ波共振器 / 超伝導量子ビット / 量子回路冷却 / 超伝導共振器 / 三次元共振器 / 単一エネルギー量子 / トポロジー / 欠陥準位 / 回転運動 / ２準位系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光と物質との相互作用に関する研究は、屈折、回折など古くから物理学の根本的なテーマの 一つである。量子力学の進展とともに物質を構成する原子と光の相互作用を研究する量子電磁気学が誕生し、近年では半導体や超伝導体で作製された人工原子と光の相互作用を電子回路上で研究する回路量子電磁気学へと進展してきた。本研究では強磁性体中に現れる幾何学的な磁気構造に着目し、これまでの回路量子電磁気学では未開拓領域であった空間的にねじれた磁気構造とマイクロ波光子との相互作用が織りなす新しい物理の検出と解明を目指す。これにより空間的に非一様な 磁性体の量子制御による新機能素子、量子情報処理技術への利用指針を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、一様磁気モード、磁気渦構造などの磁気構造中に現れる共鳴モード（マグノン）と、超伝導コプレナー型共振器、三次元空洞共振器、スプリットリング共振器などに現れる共鳴モード（フォトン）とのコヒーレントな結合を目指した研究を行った。さらに本研究で培った技術を新規計測技術へと応用するため、種々の量子系（超伝導量子ビット、超伝導共振器）の量子回路冷却と、単一エネルギー量子以下のエネルギー分解能での光子検出を行った。結果として、主著共著合わせて15報の論文を報告した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で目指した磁気渦構造などの種々の磁気構造に現れる共鳴モード（マグノン）と共振器中の光子のコヒーレントな結合は、これまで取り組まれてこなかった研究で、その達成に向けて一定の知見が得られたことは意義がある。また、この研究で培った技術は、申請者がこれまで行ってきた単一電子素子の研究と結びつき、磁性体中のマグノンの量子回路冷却という全く新しい研究分野へと着実に進展しており、今後一層の発展が期待できる。
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