• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

一次元量子光学系を使った単一光子による決定論的量子操作の理論

研究課題

研究課題/領域番号 25400417
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

越野 和樹  東京医科歯科大学, 教養部, 准教授 (90332311)

連携研究者 中村 泰信  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
竹内 繁樹  京都大学, 大学院工学研究科, 教授 (80321959)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード量子状態操作 / マイクロ波量子光学 / 量子情報 / 超伝導回路QED / 着衣状態 / 量子ダイナミクス / 量子光学 / 導波路QED / 量子情報処理 / 導波路QED
研究成果の概要

等しい崩壊レートを有するΛ型三準位系が一次元的に伝播する光子を反射するとき,たった一つの光子がΛ系の量子状態を決定論的にスイッチすることが知られている(インピーダンス整合Λ系).本研究では,超伝導人工原子とマイクロ波共振器とが結合している「導波路QED」系において,原子を外部マイクロ波でドライブすることによってできる「着衣状態」を用いてこのΛ系を実装できることを理論的に示し,ドライブ条件を明らかにした.また,この系がマイクロ波光子検出器へと応用可能であることも示した.これらの理論的予言は実験的にも確認され,66%の量子効率を有する世界初のマイクロ波光子検出器を実現することに成功した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dressed-state engineering for continuous detection of itinerant microwave photons2016

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino, Z. R. Lin, K. Inomata, T. Yamamoto, and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 93 号: 2 ページ: 023824-023824

    • DOI

      10.1103/physreva.93.023824

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theory of microwave single-photon detection using an impedance-matched Λ system2015

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino, K. Inomata, Z. Lin, Y. Nakamura and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 91 号: 4 ページ: 043805-043805

    • DOI

      10.1103/physreva.91.043805

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dephasing in single-electron generation due to environmental noise probed by Hong-Ou-Mandel interferometry2014

    • 著者名/発表者名
      E. Iyoda, T. Kato, K. Koshino and T. Martin
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 89 号: 20 ページ: 205318-205318

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.205318

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Josephson parametric phase-locked oscillator and its application to dispersive readout of superconducting qubits2014

    • 著者名/発表者名
      Z. R. Lin, K. Inomata, K. Koshino, W. D. Oliver, Y. Nakamura, J. S. Tsai and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 号: 1 ページ: 4480-4480

    • DOI

      10.1038/ncomms5480

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microwave Down-Conversion with an Impedance-Matched Λ System in Driven Circuit QED2014

    • 著者名/発表者名
      K. Inomata, K. Koshino, Z. R. Lin, W. D. Oliver, J. S. Tsai, Y. Nakamura and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 113 号: 6 ページ: 063064-063064

    • DOI

      10.1103/physrevlett.113.063604

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 単一光子による決定論的な量子状態スイッチング2014

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,猪股邦宏,中村泰信,山本 剛
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 69 ページ: 870-875

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superconducting flux qubit capacitively coupled to an LC resonator2014

    • 著者名/発表者名
      T Yamamoto, K Inomata, K Koshino, P-M Billangeon, Y Nakamura and J S Tsai
    • 雑誌名

      New J. Phys.

      巻: 16 号: 1 ページ: 23814-23814

    • DOI

      10.1088/1367-2630/16/1/015017

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guided resonance fluorescence of a single emitter after pulsed excitation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino and T. Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 89 号: 2 ページ: 23814-23814

    • DOI

      10.1103/physreva.89.023814

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of three-state dressed states in circuit quantum electrodynamics2013

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino, H. Terai, K. Inomata, T. Yamamoto, W. Qiu, Z. Wang, and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 110 号: 26 ページ: 263601-263601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.263601

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-shot readout of a superconducting flux qubit with a flux-driven Josephson parametric amplifier2013

    • 著者名/発表者名
      Z. R. Lin, K. Inomata, W. D. Oliver, K. Koshino, Y. Nakamura, J. S. Tsai, and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 103 号: 13 ページ: 132602-132602

    • DOI

      10.1063/1.4821822

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of an Impedance-Matched Λ System by Dressed-State Engineering2013

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino, K. Inomata, T. Yamamoto and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 111 号: 15 ページ: 153601-153601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.111.153601

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theory of deterministic down-conversion of single photons occurring at an impedance-matched Lambda system2013

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino, K. Inomata, T. Yamamoto and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 15 号: 11 ページ: 115010-115010

    • DOI

      10.1088/1367-2630/15/11/115010

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Detection of microwave photon using an impedance-matched Lambda system2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Koshino, Kunihiro Inomata, Lin Zhirong, Tsuyoshi Yamamoto and Yasunobu Nakamura
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 発表場所
      Baltimore convention center(ボルチモア市・米国)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Detection of microwave photon using an impedance-matched Lambda system2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Koshino
    • 学会等名
      IWQD2015(Interdisciplinary Workshop on Quantum Device)
    • 発表場所
      国立情報学研究所(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 着衣状態エンジニアリングによるマイクロ波単一光子の検出(理論)2015

    • 著者名/発表者名
      越野和樹, 猪股邦宏, Lin Zhirong, 山本剛, 中村泰信
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Theory of Deterministic Switching of a Superconducting Qubit Induced by Single Microwave Photons2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Koshino, Kunihiro Inomata, Lin Zhirong, Tsuyoshi Yamamoto and Yasunobu Nakamura
    • 学会等名
      15th International Superconductive Electronics Conference (ISEC 2015)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-07-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Deterministic switching of a superconducting qubit induced by single microwave photon2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Koshino, Kunihiro Inomata, Lin Zhirong, Tsuyoshi Yamamoto and Yasunobu Nakamura
    • 学会等名
      International Workshop on Solid-State Quantum Computation
    • 発表場所
      南京大学(南京市・中国)
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単一電子生成における位相緩和の効果2015

    • 著者名/発表者名
      伊與田英輝,加藤岳生,越野和樹,Thierry Martin
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学 (東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 回路QEDにおけるインピーダンス整合Λ系の実現とその応用(理論)2014

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,猪股邦宏,Lin Zhirong,蔡兆申,中村泰信,山本剛
    • 学会等名
      量子情報技術研究会
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市)
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 回路QEDにおけるインピーダンス整合Λ系の実現とその応用(実験)2014

    • 著者名/発表者名
      猪股邦宏,越野和樹,Lin Zhirong,蔡兆申,中村泰信,山本剛
    • 学会等名
      量子情報技術研究会
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市)
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] インピーダンス整合Λ系によるマイクロ波光子検出2014

    • 著者名/発表者名
      越野和樹
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市)
    • 年月日
      2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インピーダンス整合Λ系を用いたマイクロ波単一光子検出の理論2014

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,Lin Zhirong,猪股邦宏,中村泰信,山本剛
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      中部大学 (春日井市)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Microwave quantum optics using superconducting qubit and semi-infinite waveguide2014

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino
    • 学会等名
      International Conference on Control of Self-Organizing Nonlinear Systems
    • 発表場所
      Conference Center Hohe Dune (ドイツ)
    • 年月日
      2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deterministic switching of superconducting qubit induced by individual microwave single photons2014

    • 著者名/発表者名
      K. Koshino, K. Inomata, Z. R. Lin, W. D. Oliver, J. S. Tsai, Y. Nakamura and T. Yamamoto
    • 学会等名
      Condensed matter in Paris
    • 発表場所
      Universite Paris Descartes (フランス)
    • 年月日
      2014-08-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Theory of implementation of an impedance-matched Λ system in circuit QED2014

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,猪股邦宏,山本剛,中村泰信
    • 学会等名
      APS March Meeting 2014
    • 発表場所
      コロラドコンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 強分散領域における超伝導回路QED系のマイクロ波光学応答理論2014

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,松崎雄一郎,増山雄太,田渕豊,石川豊史,山崎歴舟,P.-M. Billangeon,中村泰信
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microwave Response of an Impedance-Matched Δ-system in Circuit QED2013

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,猪股邦宏,山本剛,中村泰信
    • 学会等名
      CLEO-PR & OECC/PS 2013
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導量子ビットの離散的AC Stark シフトにおける非線形現象の観測2013

    • 著者名/発表者名
      増山雄太,木村純,田渕豊,石川豊史,山崎歴舟,P.-M. Billangeon,越野和樹,中村泰信
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Realization of impedance-matched Λ system in circuit quantum electrodynamics2013

    • 著者名/発表者名
      越野和樹,猪股邦宏,山本剛,中村泰信
    • 学会等名
      ISNTT2013
    • 発表場所
      NTT物性基礎科学研究所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 超伝導回路を用いてパラメトロンを実現 -高精度、高速、非破壊な量子ビット単一試行読み出しへ応用-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140725_1/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi