ハイブリッド量子科学の進展に向けた国際活動強化支援

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: ハイブリッド量子科学
• 研究課題/領域番号: 15K21727
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 平山 祥郎 東北大学, 先端スピントロニクス研究開発センター, 総長特命教授・センター長 (20393754)
• 研究分担者: 石橋 幸治 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (30211048) ; 平川 一彦 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10183097) ; 山口 浩司 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 上席特別研究員 (60374071) ; 根本 香絵 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (80370104)
• 研究期間 (年度): 2015-11-06 – 2022-03-31
• キーワード: ナノマイクロ量子系 / 新機能量子材料 / 量子効果 / 量子トランスデューサー

研究実績の概要

2019年度後半ならびに2020年度の国際交流がCOVID-19の影響で予定通りに遂行できなかったことを受けて、一部の予算を2021年度に再度繰り越した。2021年度の活動については、新学術領域「ハイブリッド量子科学」の共同研究メンバーと密に連絡を取りながら、遅れていた国際共同研究の実施、成果の取りまとめ、オンライン国際会議での成果発表などを進め、ハイブリッド量子科学に関連する国際共同研究を加速した。また、ハイブリッド量子科学の成果をまとめた、"Hybrid Quantum Systems"と"Quantum Hybrid Electronics and Materials"の2冊の本をSpringer-Natureから発刊した（1冊は2021年12月に発刊、もう1冊は2022年5月に発刊）。
遅れていた国際研究活動とその成果の取りまとめに関しては、具体的には、超伝導系とInAsナノワイヤの量子ハイブリッド系について2件の国際共著論文を仕上げるとともに、電荷・スピン計画研究と理論計画研究で共同研究していた核スピン集団の特異な緩和に関する国際共著論文を完成した。また、理論計画研究を中心に量子プロセッサーにおけるエラー伝搬の理論を検討するとともに、半導体量子構造中での超微細相互作用などに関する招待講演を行った。
理論計画研究を中心にオンラインでの国際交流加速を積極的に進めたが、一方で、対面での国際交流企画に関しては、COVID-19のピークが繰り返されたことで2021年度中も完全に実施することはできず、一部の予算は返還した。

研究成果

• [国際共同研究] ウィーン大学/ウィーン工科大学(オーストリア)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: ウィーン大学/ウィーン工科大学
• [国際共同研究] ユーリッヒ研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ユーリッヒ研究所
• [国際共同研究] アインドホーベン工科大学(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: アインドホーベン工科大学
• [国際共同研究] National Research and Innovation Agency(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: National Research and Innovation Agency
• [雑誌論文] Te-doped selective-area grown InAs nanowires for superconducting hybrid devices (2022)
  • 著者名/発表者名: Pujitha Perla, Anton Faustmann, Sebastian Koelling, Patrick Zellekens, Russell Deacon, H. Aruni Fonseka, Jonas Koelzer, Yuki Sato, Ana M. Sanchez, Oussama Moutanabbir, Koji Ishibashi, Detlev Gruetzmacher, Mihail Ion Lepsa, and Thomas Schaepers
  • 雑誌名: Physical Review Materials 巻: 6 ページ: 624602
  • DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.6.024602
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Double nuclear spin relaxation in hybrid quantum Hall systems (2021)
  • 著者名/発表者名: Fauzi M. H.、Munro William J.、Nemoto Kae、Hirayama Y.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 104 ページ: L121402
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.104.L121402
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fully in situ Nb/InAs-nanowire Josephson junctions by selective-area growth and shadow evaporation (2021)
  • 著者名/発表者名: P. Perla, H. A.Fonseka, P. Zellekens, R. Deacon, Y. Han, J. Koelzer, T. Moerstedt, B. Bennemann, A. Espiari, K. Ishibashi, D. Gruetzmacher, A. Sanchez, M. I. Lepsa and T. Schaepers
  • 雑誌名: Nanoscale Advances 巻: 3 ページ: 1413～1421
  • DOI: 10.1039/D0NA00999G
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Error propagation in a periodically-driven superconducting quantum processor (2021)
  • 著者名/発表者名: Kae Nemoto, V. M. Bastidas, Chen Zha, Ming Gong, Yulin Wu, Hao Rong, Rui Yang, Yangsen Ye, Shaowei Li, Qingling Zhu, Shiyu Wang, Youwei Zhao, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Cheng-Zhi Peng, Jorg Schmiedmayer, Hui Deng, W. J. Munro, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan
  • 学会等名: AQIS 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Time reversal and error propagation in a periodically-driven superconducting quantum processor (2021)
  • 著者名/発表者名: V. M. Bastidas, Chen Zha, Ming Gong, Yulin Wu, Hao Rong, Rui Yang, Yangsen Ye, Shaowei Li, Qingling Zhu, Shiyu Wang, Youwei Zhao, Futian Liang, Jin Lin, Yu Xu, Cheng-Zhi Peng, Jorg Schmiedmayer, Kae Nemoto, Hui Deng, W. J. Munro, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan
  • 学会等名: SSDM 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Hyperfine Mediated Transport in Semiconductor Quantum Structures (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Hirayama
  • 学会等名: International Symposium on Novel Materials and Quantum Technologies (ISNTT 2021)
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Quantum Hybrid Electronics and Materials (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Hirayama, Kazuhiko Hirakawa, Hiroshi Yamaguchi --- Editors
  • 総ページ数: 341
  • 出版者: Springer-Nature
  • ISBN: 978-981-19-1200-9
• [図書] Hybrid Quantum Systems (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Hirayama, Koji Ishibashi, Kae Nemoto --- Editors
  • 総ページ数: 347
  • 出版者: Springer-Nature
  • ISBN: 978-981-16-6678-0