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銅酸化物超伝導体の磁束量子ビットにおける量子コヒーレンスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21710100
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 ナノ構造科学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

柏谷 裕美  独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 研究員 (60443181)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード量子情報 / 量子ビット / 銅酸化物超伝導体 / 固有ジョセブソン接合 / 固有ジョセフソン接合 / 銅酸化物高温超伝導体 / 位相量子ビット
研究概要

銅酸化物超伝導体を用いて作製される固有ジョセブソン接合は、高温で動作する量子ビットの候補として期待されている。本研究ではBi系銅酸化物超伝導体の固有ジョセブソン接合の量子効果を解明するために、ジョセブソン接合間の電磁気的相互作用が最も強い場合の接合列のスイッチングダイナミクスを研究した。従来知られている範囲では、単一のジョセブソン接合は一つの量子力学系を構成するが、量子力学系の多体効果については、対応する実験を行うことが難しく未解明であった。実際に固有接合を作成し極低温でのスイッチング動作を解析した結果、固有ジョセブソン接合中の複数の接合が同時にスイッチするmultijunction switching(MJS)現象を発見した。これは、相互作用により複数の量子力学系が同時に動作することを示している。回路中の負荷抵抗の値で同時スイッチ数が制御出来る新奇スイッチ現象であることも判明し、将来的に多ビットを同時制御できる可能性を示唆している。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Fabrication of weak-link Nb-based nano-SQUIDs by FIB process2011

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, H.Kashiwaya, H.Shibata, H.Takayanagi, S.Nomura, S.Kashiwaya
    • 雑誌名

      physica C (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of weak-link Nb-based nano-SQUIDs by FIB process2011

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, H.Kashiwaya, H.Shibata, H.Takayanagi, S.Nomura, S.Kashiwaya
    • 雑誌名

      physica C

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C-axis critical current of a PrFeAs_0.7 single crystal, Appl.2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kashiwaya, K.Shirai, T.Matsumoto, H.Shibata, H.Kambara, M.Ishikado, H.Eisaki, A.Iyo, S.Shamoto, I.Kurosawa
    • 雑誌名

      Phys.Lett. 96

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Multi-junction switching in Bi_2Sr_1.6La_0.4CuO_6+δ intrinsic Josephson junctions, Appl.2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kashiwaya, T.Matsumoto, H.Shibata, H.Eisaki, Y.Yoshida, H.Kambara, S.Kawabata, S.Kashiwaya
    • 雑誌名

      Phys.Express 3

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] C-axis critical current of a PrFeAsO_<0.7> single crystal2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kashiwaya, K.Shirai, T.Matsumoto, H.Shibata, H.Kambara, M.Ishikado, H.Eisaki, A.Iyo, S.Shamoto, I.Kurosawa
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 96

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-junction switching in Bi_2Sr_1.6La_0.4CuO_<6+δ> intrinsic Josephson junctions2010

    • 著者名/発表者名
      柏谷裕美, 他
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Express Vol.3

    • NAID

      10027014281

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Switching Properties in Bi2201 Intrinsic Josephson Junctions2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kashiwaya, T.Matsumoto, H.Shibata, H.Eisaki, Y.Yoshida, S.Kawabata, Y.Tanaka, S.Kashiwaya
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Superconductivity (ISS2010)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication of weak-link Nb-based nano-SQUIDs by FIB process2010

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, H.Kashiwaya, H.Shibata, A.Yamaguchi, H.Takayanagi, S.Nomura, S.Kashiwaya
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Superconductivity (ISS2010)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Bi2201固有ジョセブソン接合のセカンドスイッチの特性2010

    • 著者名/発表者名
      柏谷裕美, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Bi2201固有ジョセフソン接合のセカンドスイッチの特性2010

    • 著者名/発表者名
      柏谷裕美、松本哲朗、柴田肇、永崎洋、吉田良行、川畑史郎、田仲由喜夫、柏谷聡
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Switching properties in Bi2201 Intrinsic Josephson Junctions2009

    • 著者名/発表者名
      柏谷裕美, 他
    • 学会等名
      22nd International Symposiumon Superconductivity (ISS2009)
    • 発表場所
      エポカルつくば
    • 年月日
      2009-11-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Local transport properties of PrFeAsO_0.7 using FIB micro-fabrication technique2009

    • 著者名/発表者名
      白井一実、柏谷裕美, 他
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Superconductivity (ISS2009)
    • 発表場所
      エポカルつくば
    • 年月日
      2009-11-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Bi2201固有ジョセブソン接合のスイッチング特性42009

    • 著者名/発表者名
      柏谷裕美, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Switching dynamics of Bi_2Sr_1.6La_0.4CuO_<6+δ> Intrinsic Josephson Junctions2009

    • 著者名/発表者名
      柏谷裕美, 他
    • 学会等名
      12th International Workshop on Vortex Matter in Superconductors
    • 発表場所
      東京大学山中寮内藤セミナーハウス(山梨)
    • 年月日
      2009-09-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Strong Coupling Effect on MQT of Bi_Sr_1.6La_0.4Cu_O6+δ Intrinsic Josephson Junctions2009

    • 著者名/発表者名
      H.Kashiwaya, T.Matsumoto, H.Shibata, H.Eisaki, Y.Yoshida, S.Kawabata, Y.Tanaka, S.Kashiwaya
    • 学会等名
      9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京)
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Strong Coupling Effect on MQT of Bi_2Sr_1.6La_0.4CuO_<6+δ> Intrinsic Josephson Junctions2009

    • 著者名/発表者名
      柏谷裕美, 他
    • 学会等名
      9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
    • 発表場所
      京王プラザホテル(新宿)
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 固有ジョセフソン接合素子、及び、これを用いた量子ビット、超伝導量子干渉素子、テラヘルツ検出器、テラヘルツ発振器、電圧標準装置、ミリ波・サブミリ波受信機、並びに、固有ジョセフソン接合素子の製造方法2010

    • 発明者名
      柏谷裕美、柏谷聡
    • 産業財産権番号
      2010-105228
    • 出願年月日
      2010-04-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 固有ジョセフソン接合素子、及び、これを用いた量子ビット、超伝導量子干渉素子、テラヘルツ検出器、テラヘルツ発振器、電圧標準装置、ミリ波・サブミリ派受信機、並びに、固有ジョセフソン接合素子の製造方法2010

    • 発明者名
      柏谷 裕美, 柏谷 聡
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2010-105228
    • 出願年月日
      2010-04-30
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-09-09  

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