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超伝導磁束量子ビットとの結合系を構成する分子電子スピン量子ビットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25410098
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 機能物性化学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

中澤 重顕  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任准教授 (70342821)

研究分担者 工位 武治  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任教授 (10117955)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード量子情報処理 / 量子メモリー / 電子スピン共鳴 / 三重項ジラジカル / 希釈単結晶 / 超伝導磁束量子ビット / 量子メモリ / 分子スピン / ESR / GRAPEパルス / Qubit / ニトロニルニトロキシドラジカル / 量子コンピュータ / 基底三重項状態 / ESR / ニトロニルニトロキシド / 基底三重項
研究成果の概要

量子コンピュータの実現のため様々な量子物理系が提案されているが、それぞれの長所を生かし短所を補うハイブリッド型が注目されている。我々は、量子演算を担う量子ビットとして超伝導磁束量子ビットを用い量子メモリーとして位相記憶時間の比較的長い分子スピンアンサンブルを用いることを着想した。ハイブリッド型として機能させるために量子情報を超伝導磁束量子ビットから分子スピンアンサンブルへ移動させ得ることを確かめる必要がある。そのため両量子ビットを強結合させる実証研究をおこなった。この目的のために適切な基底三重項有機分子スピンの希釈単結晶の育成と結晶表面の平坦化に成功し、量子情報の移動を実証する目途がついた。

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

    (25件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Waterloo(Canada)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Modena and Reggio Emilia(Italy)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Hyperfine spin qubits in irradiated malonic acid: heat-bath algorithmic cooling2015

    • 著者名/発表者名
      Park, D.K.; Feng, G.; Rahimi, R.; Labruyere, S.; Shibata, T.; Nakazawa, S.; Sato, K.; Takui, T.; Laflamme, R.; Baugh, J.
    • 雑誌名

      Quantum Inf. Processing

      巻: 14 号: 7 ページ: 2435-2461

    • DOI

      10.1007/s11128-015-0985-1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adiabatic quantum computing with spin qubits hosted by molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, S; Nakazawa, S; Sugisaki, K; Sato, K; Toyota, K; Shiomi, D; Takui, T
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 号: 4 ページ: 2742-2749

    • DOI

      10.1039/c4cp04744c

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed electron spin nutation spectroscopy for weakly exchange-coupled multi-spin molecular systems with nuclear hyperfine couplings: a general approach to bi- and triradicals and determination of their spin dipolar and exchange interactions2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ayabe, K. Sato, S. Nakazawa, S. Nishida, K. Sugisaki, T. Ise, Y. Morita, K. Toyota, D. Shiomi, M. Kitagawa, S. Suzuki, K. Okada, T. Takui
    • 雑誌名

      Mol. Phys

      巻: 111 号: 18-19 ページ: 2767-2787

    • DOI

      10.1080/00268976.2013.811304

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand-induced electron spin-assembly on a DNA tile2013

    • 著者名/発表者名
      H. Atsumi, S. Nakazawa, C. Dohno, K. Sato, T. Takui, K. Nakatani
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 57 ページ: 6370-6372

    • DOI

      10.1039/c3cc41801d

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantum operations by use of molecular spin qubits, Potassium Hydrogen Maleate Radical with strong forbidden transitions2015

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、柴田大貴、山本悟、E.Hosseini、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、工位武治
    • 学会等名
      The 9th Russian-Japanese International Workshop on Open Shell Compounds and Molecular Spin Devices
    • 発表場所
      淡路夢舞台 (兵庫県、淡路市)
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum operations by use of molecular spin qubits with strong forbidden transition2015

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、E.Hosseini、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、工位武治
    • 学会等名
      The 3rd Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Application
    • 発表場所
      淡路夢舞台 (兵庫県、淡路市)
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A single-crystal ESR/ENDOR study of highly compact nitroxide-based diradicals in the triplet ground state as quantum spin memory devices for quantum computers2015

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 48th Annual International meeting of the ESR Spectroscopy Group of the Royal Society of Chemistry
    • 発表場所
      Southampton(UK)
    • 年月日
      2015-04-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of the fine-structure tensors and spin relaxation phenomena for iminonitroxide-nitroxide diradicals in magnetically diluted single crystal as studied by CW-/pulse-ESR2014

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The Joint Conference of APES2014, IES and SEST2014
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター、奈良市、奈良県、日本
    • 年月日
      2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A cw-/pulse-esr study for iminonitroxide-nitroxide diradicals in magnetically diluted single crystals.2014

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 8th Japanese-Russian International Workshop
    • 発表場所
      Institute of Physics of Kazan Federal University , カザン、ロシア
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular structure and double quantum transitions of a ground-state triplet iminonitroxide-nitroxide diradical in magnetically diluted single crystal as studied by CW-ESR/pulsed ESR spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Molecule-based Magnets
    • 発表場所
      Holiday Inn Moskovskye Vorota, サンクトペテルブルグ、ロシア
    • 年月日
      2014-07-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Determination of the fine-structure tensors and spin relaxation phenomena for iminonitroxide-nitroxide diradicals in magnetically diluted single crystal as studied by CW-/pulse-ESR2014

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 2nd Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Application
    • 発表場所
      淡路夢舞台、淡路市、兵庫県、日本
    • 年月日
      2014-06-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A ground-state triplet iminonitroxide-nitroxide diradical in magnetically diluted single crystal as studied by CW-ESR/pulse ESR spectroscopy

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 47th Annual International meeting of the ESR Spectroscopy Group of the Royal Society of Chemistry
    • 発表場所
      Invercarse Hotel, Dundee, UK
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular structures and double quantum transitions of a ground-state triplet iminonitroxide-nitroxide diradical as studied by CW-ESR/pulsed ESR spectroscopy

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 7th Japanese-Russian International Workshop
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai, Awaji Island, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A study of Fine-Structure Tensors and Double Quantum Transitions of Stable Nitroxide-Substituted Iminonitroxide Diradicals in Magnetically Diluted Single Crystals

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 1st Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Application
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai, Awaji Island, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ESR double quantum transitions revisited: a ground-state triplet nitroxide diradical with sizable ZFS as studied by single-crystal CW/Pulsed ESR spectroscopy

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      The 46th Annual International meeting of the ESR Spectroscopy Group of the Royal Society of Chemistry
    • 発表場所
      Warwick University, UK
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトロキシド系ジラジカルの希釈単結晶ESRスペクトルの解析と分子構造

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] イミノニトロキシド-ニトロキシド基底三重項ジラジカルの希釈単結晶中の構造および2量子遷移のESRによる研究

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      第52回電子スピンサイエンス学会年回
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] イミノニトロキシド-ニトロキシド基底三重項ジラジカルのESR二量子遷移のメカニズムの研究

    • 著者名/発表者名
      中澤重顕、河盛萌子、杉崎研司、豊田和男、塩見大輔 、佐藤和信、尾向宏介、古井孝宜、倉津将人、鈴木修一、小嵜正敏、岡田恵治、工位武治
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Molecular spin qubits: Molecular optimization of synthetic spin qubits, molecular spin AQC and ensemble spin manipulation technology in Quantum Computing, Quantum Communication and Quantum Metrology (Chapter X)2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Nakazawa, Shinsuke Nishida, Kazunobu Sato, Kazuo Toyota, Daisuke Shiomi, Yasushi Morita, Kenji Sugisaki, Elham Hosseini, Koji Maruyama, Satoru Yamamoto, Masahiro Kitagawa and Takeji Takui
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Quantum Computing, Quantum Communication and Quantum Metrology: Chapter X2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Nakazawa, Shinsuke Nishida, Kazunobu Sato, Kazuo Toyota, Daisuke Shiomi, Yasushi Morita, Kenji Sugisaki, Elham Hosseini, Koji Maruyama, Satoru Yamamoto, Masahiro Kitagawa and Takeji Takui
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] http://www.qcqis.sci.osaka-cu.ac.jp/~nakazawa/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] http://www.qcqis.sci.osaka-cu.ac.jp/~nakazawa/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://www.qcqis.sci.osaka-cu.ac.jp/~nakazawa/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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